CN100418395C - 开沟机的分土器 - Google Patents

Abstract

开沟机的分土器，属农业机械领域。由开沟机机架、刀盘、齿轮箱、限深器等组成的开沟机装配在手扶拖拉机机架的前端，刀盘上方的分土器上设有V形分土板和支撑柱，分土板采用一整块材料制成，其下边缘线是直线或近似直线形，后部与支撑柱的顶端采用铰联锁紧机构联接固定，铰联锁紧机构上设置调节装置。本发明结构新颖、合理，生产制造工艺简单，成本低，安装、调节、操作使用方便。分土器的仰角可以大幅度的调节，适合于干硬、潮湿等各种田块的开沟作业。分土板下边缘呈直线形的分土器抛土均匀，有良好的覆土盖籽效果，有利于免耕种植业的推广。其整体性好，强度高，耐冲击，使用寿命长，光滑，不易粘泥，提高了工作效率。

Description

开沟机的分土器

技术领域

本发明属农业机械领域，涉及一种开沟机的分土器。

背景技术

现有前置式开沟机的刀盘上方一般都设置有分土器，包括分土板和支撑柱，具体结构是一个V形分土板，用两个或四个支撑柱与开沟机机架固定(如果机架上设有直接固定分土板的结构，也可认为该结构是“支撑柱”的特例，而这种特例中所说的分土板也即为本发明中所指的分土器)，其主要功能是：当刀盘铣削出的土壤向上抛射与其相碰撞后形成折射分撒到沟的两侧，同时防止土块向后抛向操作者，以保证安全。其分土板结构一般是用两块材料拼接的、类似两片展开的蚌壳状，用两个或四个支撑柱与开沟机固定。从刀盘轴向观察，分土器的V形底部分土板下边缘线是与刀盘半径相近的拱弧形，分土器前端和后部的V形角度基本相同。采用这种结构的原因是：在开沟机分土器的设计方面存在一种传统偏见。由于刀盘与分土器距离的大小，会影响抛出的土块被分抛的距离，所以传统观念认为：分土器中分土板的下边缘线必须呈现与刀盘外圈同心或近似同心的弧形，否则就无法实现均匀分土的目的。因此所有分土器的分土板下边缘线均被设计成弧形；又由于该下边缘线弧形的设计，造成其制造时一般采用两块板材连接，而不易采用整体板材。这种两块板材连接的结构，或下边缘线呈现弧形的结构分别造成以下缺点：1、抛土均匀度和覆盖面距离不能满足农艺要求。目前开沟机已不单纯用来开沟排水，近年来农业部门大量推广一种新型的免耕种植和套种农艺，是将种子撒播在未耕翻的地表上，要求开沟机将沟中的土抛向两侧均匀覆盖在种子上，并且需要有一个合适的距离：抛土过近，会使局部土层偏厚，甚至使沟边形成堆积埂；抛土过远，又容易使抛出的土块溅落到邻近的沟中。由于拱弧形分土板的下边缘线和各点与刀盘外圆的距离是基本均等的，刀盘铣削出的土壤向上抛射与分土器相碰撞后，抛向两侧的距离也是一个基本均等的窄长带，不能在开沟机两侧形成一个较宽的覆盖面，故而不能满足新型免耕种植和套种农艺的需求；2、强度差。分土板采用两块材料制成，中间接缝处一般用电焊或铆钉连接，而中间部位受土块冲击力最大，容易破裂损坏；3、易粘土。由于分土板中间接缝部位采用了电焊或铆钉连接，表面毛糙，根据常识和多次试验得知，分土板表面愈光滑，土壤粘附的机率愈小，反之则愈大，在潮湿田粘附性强的土壤中开沟时，如果分土板表面非常毛糙，与其高速相碰撞的土块就容易粘附在分土板上，在“滚雪球”效应下，越粘越多，严重时在刀盘上方形成罩壳状，土块不能抛出，最后导致开沟机无法作业；4、不能适应不同土质。现有技术的分土器前端和后部的V形角度是均等的；并且分土器安装于刀盘上方的仰角高度是固定的(这里所说的仰角高度是从刀盘轴向观察，分土板的下边缘线与水平线的角度)，不能方便的大幅度调节，不能满足实际需要：因为不同的土壤，铣削出的土块则会产生不同的抛土运动轨迹；并且土质和土壤含水率的不同，干硬或沙质土抛射远，潮湿、粘性大的土抛射近。分土器的仰角高度小，土块抛射高度和距离就小，防护性好，但土壤容易与分土板粘附；反之，分土器的仰角高度大，土块抛射高度和距离就大。其次，分土器距刀盘愈近，土块抛射的高度和距离愈小；反之土块抛射的高度和距离就愈大。另一方面，分土器的V形角度与抛土情况也有着密切的关系：V形角度大，抛土距离和高度就小，高速抛射的土块对分土板表面的冲刷力也就小；反之，V形角度小，抛土距离和高度就大，高速抛射的土块对分土板表面的冲刷力也就大，粘附在分土板表面的土壤也就不容易形成较大的泥团。农田土质很复杂，即使在毗邻的田块之间也会由于高低不同而含水率相差很大，因此现有技术的分土器不可调节的固定仰角、高度以及前后相同的V形角不能适应不同土质和农艺的要求。5、安全性不够好。如果为了防止粘土过多、能在潮湿田顺利作业和增加抛土带宽，生产制作时将分土器的仰角和高度增加，但由于没有方便的调节装置，在干硬田作业时就会产生抛土过远而影响操作者安全的问题。

由此可见，分土器的结构形状、角度及表面状态对开沟机作业的安全性、抛土均匀度特别是防止土壤粘附有着极其重要的影响，原有的固定角度拱弧形的分土板不能适应刀盘抛土轨迹及前后土块流量不均衡的特点，也不适应变化多端的不同土质和农艺的要求。

开沟机在农业机械中是一种新的机型，其转速高，涉及到的动平衡、负荷、总体结构布局等内容又复杂，人们对其研究还远远不够，在研究的过程中往往对开沟机的刀盘、变速箱、机架等主要部件关注较多，认为分土器等部件是次要的，对其研究和试验还远远不够；而根据我们近年来深入的研究和反复的试验、实践发现，分土器的结构形状角度与抛土距离的远近、均匀度、和防止潮湿土块粘附分土板壅塞抛土通道有非常大的关系。开沟机作业中，刀盘下部向前、上部向后(按图中箭头所示方向)高速转动，土壤被刀片铣削成碎块，在刀片摩擦力和惯性作用下随刀片运动，同时在离心力作用下向外抛射，其中刀盘中心垂直线前方的绝大部分土块向前和向上，刀盘中心垂直线后方只有少量的土块向后，尽管比例小，但从安全角度考虑，即便是一块土抛向操作者也不许可。由此可见，分土器的功能必须满足多方面的要求：第一、抛土均匀度和覆盖面距离要满足农艺要求；第二、在粘附性大的潮湿田中作业时不能因为土壤粘附而产生堵塞；第三、要适应不同土质；第四、防止向后抛土，以保证操作者的安全。

发明内容

本发明将克服分土器设计方面的传统偏见，抛弃“分土板的下边缘线必须呈现与刀盘外圈同心或近似同心的弧形”的传统观念，以及由此造成的采用两块板材连接的结构；提供一种使用安全性好、寿命长、成本低、便于调整，有利于适应各种田块开沟作业的开沟机的分土器。

本发明的技术方案如下：一、开沟机的分土器，在开沟机的刀盘上方安装联接一个分土板，其特征是分土板是用一整块金属材料折弯成下边缘线是直线或近似直线的V形制成。分土板前端的V形角为60度左右；分土板前端的V形角小于后部的V形角，后部的V形角比前端的V形角大30～50度左右，并有逐步的过渡。

所述的刀盘上方安装联接的分土板，是在开沟机的机架上设一根支撑柱与之安装联接，分土板后部与支撑柱的顶端采用铰联锁紧机构联接固定，铰联锁紧机构上设置调节装置。铰联锁紧机构是支撑柱顶端制成插块，在分土板后部设一个夹座，插块插在夹座内，用一个锁紧螺栓水平贯串夹座和插块，夹座上设有一个用于调节分土板安装角度的调节螺钉。铰联锁紧机构是支撑柱顶端制成插块，在分土板后部设一个夹座，插块插在夹座内，用一个锁紧螺栓和一根销轴分别水平贯串夹座和插块，夹座上设有若干个与销轴匹配的用于调节分土板安装角度的销轴孔。刀盘上方安装联接的分土板，是在开沟机的机架上设一夹座，分土板后部设有一个与内侧加强骨架固定的插块，插块插在夹座内，用一个锁紧螺栓和一根销轴分别水平贯串夹座和插块，夹座上设有若干个与销轴匹配的用于调节分土板安装角度的销轴孔。分土板的表面覆盖有抗粘附性的涂层材料。二、开沟机的分土器，在开沟机的刀盘上方安装联接一个分土板，其特征是分土板是用非金属材料制成一个整体结构。所述的非金属材料为玻璃纤维或工程塑料、橡胶。

分土板的结构由于采用整体板材制造，工艺简单、成本降低，也因此克服了现有技术中的分土板由两块材料制造、其中间的接缝造成的强度差、易粘土等种种缺点。

分土板的下边缘线改为直线或近似直线型以后，刀盘与分土器的距离呈现一个由小到大的渐变结构，刀盘在不同切点抛出的土块“飞”过不同的距离与分土板相遇，并因此被分抛到不同的距离外，形成一个分布带，加大了土块的分布面积。也使其分布更加均匀。

本发明的优点是：

1、强度好，粘土少。分土板中间无接缝，所以耐冲击，强度好；同时表面光滑，有利于减少粘土；

2、成本低。分土板采用一块料制作，工艺简单，装配、调节方便，成本低；

3、抛土匀、安全性好。分土板下边缘线是直线，与刀盘中心(外圆)各点的距离不均等：后部低，前端高，刀盘铣削出的土壤向上抛射与分土器相碰撞后会产生远近不同的抛土距离，正好满足覆土带要宽、覆土层要均匀的农艺要求；同时由于分土器前端的V角小，有利于抛土和减少粘附；后部的V形角大，抛土近，有利于对操作者的防护；分土板下边缘采用直线和前后两种不同的V形角能进一步改善抛土的均匀度和获得理想的覆盖宽度；

4、适应性强。分土器的角度和高度能根据不同含水率的土质及不同种植要求的田块方便调节，在潮湿田中不会因土壤大量粘附在分土板上造成壅塞而影响正常作业，并且抛土的均匀度和距离满足了农艺要求，达到了良好的覆土盖籽效果；

附图说明

图1是分土器与开沟机的总体布局图。

图2是图1分土器的左视图。

图3是图1中铰联锁紧机构实施例的局部图。

图4是铰联锁紧机构的又一实施例。

图5是将铰联锁紧机构设置到机架座上的一种实施例。

图中：1分土板、2骨架、3调节螺钉、4夹座、5锁紧螺栓、6支撑柱、7机架、8刀盘、9齿轮箱、10限深器、11手扶拖拉机机架、12销轴。

具体实施方式

实施例1，图1中，由机架7、刀盘8、齿轮箱9、限深器10等组成的开沟机装配在手扶拖拉机机架11的前端；刀盘8上方安装联接的分土器上的分土板1采用一块材料制成，分土板1的下边缘线是直线，为了提高强度，分土板1上还可衬一个加强的骨架2(参见图2、3)；开沟机的机架7上设一根支撑柱6，支撑柱6顶端制成插块；分土板1后部设一个夹座4，夹座4连接在骨架2上，并夹装在支撑柱6的顶端，用锁紧螺栓5水平贯穿作为联接和扭转轴；夹座4上设有一个用于调节分土板安装角度的调节螺钉3，拧转调节螺钉3，就可调节分土器的仰角，最低时分土器的下边可靠近刀盘8，最高时分土器可以竖直，调节角度可达45度以上。

实施例2，图4提供了实施例2所表示的铰联锁紧机构的又一种结构：开沟机的机架7上设一根支撑柱6，支撑柱6顶端制成插块；分土板1后部设一个夹座4，夹座4夹装在支撑柱6的顶端，并用锁紧螺栓5贯穿作为联接和扭转轴；和图1、2、3中的实施例所不同的是，夹座4上设有若干个与支撑柱6上的销轴孔匹配的用于调节分土板安装角度的调节孔，销轴孔中插有销轴3。调节分土器的仰角，先要松开锁紧螺栓5，再抽出销轴3，向上或向下转动分土器，调整到合适位置，插上销轴3，再紧定锁紧螺栓5即可达到实施目的。

实施例3，图5提供了一种将铰联锁紧机构设置到机架座上的实施例：夹座4与开沟机机架座7连接，夹座4上设有若干个与支撑柱6上的销轴孔匹配的用于调节分土板安装角度的调节孔，支撑柱6的上端和分土板1上的骨架2连接；支撑柱6的下端则通过锁紧螺栓5与夹座4铰联，并通过销轴3定位；松开锁紧螺栓5，抽出销轴3，向上或向下转动分土器，调整到合适位置，插上销轴3，再紧定锁紧螺栓5即可达到实施目的。

根据刀盘前部抛土量大，土块流方向是向前向上，而后部抛土量小，土块流方向是向后的特点，为了保护操作者，防止向后抛土，因此铰联关节点和分土器的后下部距刀盘距离要近，分土器后部的V形角度要大，最佳方案是100度左右；而分土器的前端V形角要小，最佳方案是60度左右，保证土壤不粘附以及不影响抛土，并且分土器的前端距刀盘的距离即仰角调节范围在45度左右，以适应各种土壤和农艺的要求。

采用本发明技术方案的实施例1中，分土板的下边缘是直线或近似直线形，后部靠近刀盘，前端高高抬起，分土器呈倾斜状设置，经过大量反复的实践证明，这个突破传统常规思维的看似“简单”的技术方案改变了人们长期以来的定势思路，取得了下列意想不到的效果：1.由于分土板下边缘是直线或近似直线形，后部靠近刀盘，根据分土器距刀盘愈近挡泥愈严密的特点，后部能够阻挡土块向后抛射过远，也就达到了保护操作者安全性好的目的；而前端分土器距刀盘的空间较大，所以不会阻挡向前向上抛射的土块，分土板粘土机率小，有利于在潮湿田作业；满足了分土器保证操作者的安全和不影响抛土的两个主要功能。2.由于采用最简单的直线形，也就可以用一块材料折成V形，使生产工艺简单，并节约了材料，降低了成本。又由于分土板下边缘线采用了直线形，与刀盘中心(外圆)各点的距离不均等：后部低，前端高，刀盘铣削出的土壤向上抛射与分土器相碰撞后会产生远近不同的抛土距离，正好满足覆土带要宽、覆土层要均匀的农艺要求；3.由于采用一块材料制作，中间无接缝，大大提高了强度；4、同时还由于采用一块材料制作，中间没有焊点或铆钉，表面光滑平顺，也大大减少了土壤对其的粘附性。

为了使这种直线形的分土器效果更好，能适应不同含水率的土壤，本发明又采用了一个重要的措施，即在分土器的后部设置可调节的铰联锁紧机构，使分土器的前端高度即分土器的角度可以调节，当在粘附性强的潮湿田中开沟时，将分土器前端高高抬起，当粘附在分土板前端的泥土凝成团块达到一定体积、重量大于粘附力时，泥团块就会坠落到刀盘上，被高速转动的刀片粉碎并再次抛出，而不会形成罩壳状堵塞抛土通道致使无法作业；在图1、2、3所述的实施例1中，由于支撑柱和分土板的铰联锁紧机构的关节点位置处于分土器的后部，分土板只能以锁紧螺栓为轴心调整仰角，分土器后部距刀盘位置基本不会因仰角变化而明显变化，这样既能保证潮湿田顺利作业，同时又能防止土块向后抛向操作者，使潮湿田能够及时开沟排水，解决了多年来的难题。

铰联锁紧机构操作十分方便，可以方便调节分土器的角度以达到不同条件下不同的要求和目的。例如在很干硬的土壤开沟时，压低分土器前端，使抛向两侧的土块不至过远溅落到邻近已开好的沟中造成堵塞；安全性也好；而在较潮湿的土壤中开沟时，则抬高分土器前端，以保证泥土不至于粘附在分土板上而影响抛土甚至影响开沟作业。

实施例4，结构与实施例1、2或3基本相同，但采用玻璃纤维、工程塑料、橡胶等其它非金属材料制成分土器，也可以在分土板的表面覆盖类似不粘锅表面覆盖层的抗粘附性的涂层材料，例如聚四氟乙烯层、搪瓷层等，以减少土壤对分土器的粘附。

Claims (5)

1. 一种开沟机的分土器，在开沟机的刀盘上方安装联接一个分土板，其特征是分土板是用一整块金属材料折弯成V形制成；所述的分土板的下边缘线是直线或近似直线形。

2. 根据权利要求1所述的开沟机的分土器，其特征是分土板前端的V形角为60度左右；分土板前端的V形角小于后部的V形角，后部的V形角比前端的V形角大30～50度左右，并有逐步的过渡。

3. 根据权利要求1所述的开沟机的分土器，其特征是刀盘上方安装联接的分土板，是在开沟机的机架上设一根支撑柱与之安装联接，分土板后部与支撑柱的顶端采用铰联锁紧机构联接固定，铰联锁紧机构上设置调节装置。

4. 根据权利要求3所述的开沟机的分土器，其特征是铰联锁紧机构是支撑柱顶端制成插块，在分土板后部设一个夹座，插块插在夹座内，用一个锁紧螺栓水平贯串夹座和插块，夹座上设有一个用于调节分土板安装角度的调节螺钉。

5. 根据权利要求1所述的开沟机的分土器，其特征是刀盘上方安装联接的分土板，是在开沟机的机架上设一夹座，分土板后部设有插块，插块插在夹座内，用一个锁紧螺栓和一根销轴分别水平贯串夹座和插块，夹座上设有若干个与销轴匹配的用于调节分土板安装角度的销轴孔。

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