本發(fā)明涉及一種農用設備中的刀輥，具體的說是一種可拆裝式水旱兩用旋埋刀輥。

背景技術：

秸稈還田不僅能解決秸稈亂焚問題，而且是降低化肥施用量，改善土壤質量，提高土壤肥力最直接，最經濟的方法。傳統(tǒng)的旋耕刀輥，結構簡單，通用性強，但刀輥纏草嚴重造成不必要的功耗，且大部分秸稈不能埋覆入耕層，影響后續(xù)的播插工作。埋草刀輥有很好的拋土翻土埋覆效果，但橫刀入土阻力大，以致刃口磨損嚴重，耕深不夠，功耗劇增，效率偏低。

發(fā)明專利201410436141.8“組合式秸稈還田旋耕刀輥”將傳統(tǒng)的旋耕刀輥與埋草刀輥各自的作業(yè)刀具合理的組合，由一個刀輥實現(xiàn)耕整與埋草的功能，但刀輥通用性不強，螺旋橫刀不能拆卸，旋耕刀排列交錯復雜，受力不均勻。對于堅實度較高(>1260kpa)的土壤，橫刀入土難得問題依舊沒有解決。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構合理緊湊，受力均勻、節(jié)功省耗，工作效率高，可靠性好、易于拆卸、靈活方便、通用性好、廣泛適用于常規(guī)水田旱地以及堅實度較高土壤的耕整和秸稈埋覆的可拆裝式水旱兩用旋埋刀輥。

技術方案包括刀具和刀軸，所述刀具包括旋耕刀、螺旋橫刀(簡稱橫刀)和彎刀組，所述刀軸上裝有多個刀盤，相鄰兩個刀盤之間的刀軸上還裝有多個刀座，所述刀座內安裝旋耕刀，所述刀盤周向裝有多個彎刀組，相鄰兩個刀盤上的彎刀組間焊接有螺旋橫刀，所述刀盤周向也設有多個旋耕刀，所述刀盤上的彎刀組和旋耕刀交替設置；所述刀軸兩側的刀具對稱布置，所述刀軸兩側的旋耕刀旋向相反，同一回轉區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反。

所述刀座和刀盤上的多個旋耕刀相隔120°排列在同一個回轉面上。

所述螺旋橫刀在刀軸上的排布結構為：兩側的螺旋橫刀以刀軸為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀軸中心匯合對稱形成人字形；所述旋耕刀在刀軸上的排布結構為：兩側的旋耕刀沿與所述螺旋橫刀相同升角的螺旋線排布，形成人字形。

所述刀盤上的旋耕刀與相鄰近的彎刀組之間的夾角為32°—36°。

所述螺旋橫刀的刃口寬度為1.5mm-3mm，刀厚10mm-15mm，軸向長度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°。

所述螺旋橫刀的旋轉半徑比旋耕刀小35mm—45mm，比彎刀小10-15mm。

軸向相鄰的所述旋耕刀間距為70mm—120mm。

所述刀盤上的旋耕刀的刀柄插裝在刀盤的徑向通槽中，彎刀組的刀柄插裝在刀盤的軸向通槽中，并采用夾板和螺栓固定。

所述彎刀組由兩個緊密貼合的彎刀組成。

所述刀盤上還開設有備用軸向通槽。

所述軸向通槽的下沿處設有為彎刀組限位的擋板

針對背景技術中存在的問題，發(fā)明人進行了如下改進：(1)刀盤上增設旋耕刀:為了解決橫刀入土難的問題，發(fā)明人進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)橫刀的兩端位于刀盤的彎刀上，而刀盤上的彎刀對降低橫刀入土阻力貢獻不大，由于旋耕刀先對土壤進行了旋耕，因此，考慮除原有刀座上的旋耕刀外，在刀盤上也增設旋耕刀，確保每根橫刀的入土刃口點與旋耕刀刀刃在同一回轉面上，使橫刀入土點落在旋耕刀已耕的區(qū)域內，有效降低了每根橫刀的入土阻力，達到節(jié)能降耗、減輕振動的目的。另一方面，旋耕刀入土后，螺旋橫刀在旋耕刀已耕的區(qū)域工作，最大限度的增加標準件旋耕刀的數(shù)量，等于增加了旋耕刀對非標準件螺旋橫刀的保護力度，盡可能的減少螺旋橫刀與未耕土壤的直接接觸，相當于把非標準的磨損轉移到了標準件上，降低了刀輥的維修成本。(2)，螺旋橫刀和旋耕刀的人字形排布結構：使螺旋橫刀以刀軸為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀輥中心匯合形成人字形對稱結構，增大了旋耕刀的軸向布置空間，同時使旋耕刀的排布也成人字型，連貫一致，整體結構設置緊湊，受力均勻。(3)以刀軸中線為基準，兩側的刀具對稱排布，兩側旋耕刀旋向相反，同一回轉區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反，在刀軸上形成一個對稱結構：由于土壤的抗拉強度最低,抗剪強度次之,抗壓強度最高，被切土壤的約束面越少,土壤越容易破壞，且螺旋橫刀和旋耕刀均有左右兩個旋向，對土壤都有軸流側推效應，且推土方向與旋向相反，使刀軸兩側的旋耕刀旋向相反，兩側均采用同向順序切土，其目的是為了使旋耕刀將切下的土壤向兩邊推移，除左右兩側第一列旋耕刀外,其它旋耕刀切土時減少了一個約束面,使土壤更容易破壞,由此達到旋耕節(jié)能降耗的目的。同一回轉區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反，螺旋橫刀將已側移的松軟土壤拉回，使兩者的軸流側推效應相互消弱，以提高耕后的地表平整度。同時，土壤被刀具來回拉扯，增加了土塊的破碎率。(4)刀輥整體左右對稱，可以保證刀軸左右兩側的旋耕刀和螺旋橫刀在任一時刻入土的數(shù)量和程度相同，保證刀具受土壤的反作用力能及時消除，從而抵消刀軸上的附加扭矩，避免機具因受力不均衡而偏移晃動，增加了機具的可靠性，使耕作效果更加穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述刀座和刀盤上的多個旋耕刀相隔120°排列在同一個回轉面上，即每個刀座和刀盤上均布三個旋耕刀，最發(fā)揮最大能效；所述刀盤上的旋耕刀與相鄰近的彎刀組之間的夾角為32°—36°。使旋耕刀發(fā)揮旋耕破茬作用后，螺旋橫刀能隨之切入土壤，減少阻力，夾角過小過大都會改變通槽的設置位置影響刀盤強度，同時使螺旋橫刀與旋耕刀過密引起夾土、夾草。

進一步的，考慮刀輥的通用性，應達到各刀具可方便拆卸的目的，發(fā)明人對刀盤進行了改進，使旋耕刀的刀柄插裝在刀盤的徑向通槽中，彎刀組的刀柄插裝在刀盤的軸向通槽中，并采用夾板和螺栓固定。這樣，旋耕刀、彎刀與橫刀焊接而成的結構體均可自由拆卸，可拆下刀盤上的彎刀及橫刀，單獨使用旋耕刀作業(yè)，也可自由控制旋耕刀的數(shù)量、還可根據(jù)土壤條件更換合適規(guī)格的刀具，非常靈活方便。

由于刀輥工作時，不僅繞軸旋轉，而且還隨拖拉機一起前進，為了保證螺旋橫刀不直接接觸未經旋耕刀處理過的土壤，節(jié)省功耗，降低橫刀的磨損程度，希望旋耕刀的耕深比螺旋橫刀更深，還要求其耕作的長度足以抵消后續(xù)螺旋橫刀在接觸地面過程而前進的距離，但同時考慮螺旋橫刀要有一定的埋草深度，因此設計螺旋橫刀的旋轉半徑比旋耕刀小35mm—45mm，這樣，所有螺旋橫刀的入土點都會落在旋耕刀正切刃所耕過的區(qū)域，最大限度的發(fā)揮了旋耕刀的橫向預切功能。

螺旋橫刀為刀輥中關鍵的耕作部件，其參數(shù)直接影響耕作的效果，1、刃口寬度影響刀刃的鋒利程度，過薄容易直接切斷秸稈，不易埋草，且易磨損易卷邊，過厚使耕作阻力大，功耗大；2、刀厚影響螺旋橫刀的強度；3、軸向長度影響螺旋橫刀的剛度；4、螺旋升角與螺旋橫刀的靜態(tài)滑切角互余，螺旋橫刀靜態(tài)滑切角的設置原理與旋耕刀正切刃相反，旋耕刀的滑切角比較大為了防止纏草，而螺旋橫刀的靜態(tài)滑切角一般比秸稈與刀刃的摩擦角略小，目的是為了防止秸稈沿刀刃滑移不利鎮(zhèn)壓埋覆；5、安裝角是描述在耕作過程中對土壤拋切程度的參數(shù)，當安裝角很小時，螺旋橫刀內表面將以平壓的形式進入土壤，土壤對螺旋橫刀的反作用力靠近內表面法線方向，對土壤只拋不切，阻力極大。當安裝角較大時，內表面隨刃口豎直切入土壤，在整個切土行程中始終貼近切土軌跡的切線，對土壤只切不拋，覆蓋效果差?；谏鲜鲅芯亢驮囼?，優(yōu)先螺旋橫刀的刃口寬度為1.5mm—3mm，刀厚10mm—15mm，軸向長度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°。

進一步的，為了提高刀盤的通用性，適用于安裝在刀軸的任意一側，因此在所述刀盤上還開設有備用軸向通槽，操作者可根據(jù)刀盤在刀軸上的安裝位置，選擇合適的供插裝彎刀的軸向通槽。

由于耕作過程，刀輥轉速很高，橫刀彎刀組件產生的離心力是其重量的數(shù)十倍，擋板焊接在刀盤所需安裝彎刀軸向通槽的下沿處，防止橫刀與兩端彎刀帶動夾板繞徑向通槽孔的螺栓滑動，產生傾覆力矩，破壞軸向通槽，甚至整體沿槽脫落。擋板寬20mm—24mm，保證不小于刀盤與兩側夾板的總厚度，起到限位的作用。

有益效果：

(1)刀輥中刀具布置合理緊湊，受力均勻、降低了入土阻力、節(jié)能降耗、在耕作過程中所裝機具振動小，且不隨懸掛點晃動，延長了機具的壽命。

(2)通過刀盤上增設的旋耕刀提高了作業(yè)效率，節(jié)能降耗，解決了堅實度較高(>1260kpa)的土壤橫刀入土難的問題，優(yōu)先磨損標準件，減少了機器的維修成本。

(3)由于各刀具均可裝卸，通用性好、便于維護和更換，可根據(jù)用戶所在地區(qū)的土壤、秸稈情況，以及耕作期望，安裝不同作用和參數(shù)的刀具，提高了刀輥對不同地域環(huán)境的通用性。

(4)本發(fā)明不僅能夠滿足常規(guī)水田與旱地的耕作需求，對于緊實度較高的重黏土，也有很好的效果。

(5)通過田間試驗，與現(xiàn)有同類型刀輥做對比，刀盤旋耕刀的使用，極大的減少了螺旋橫刀的耕作阻力，水田功耗降低3％—5％，旱地功耗降5％—10％，且各項指標均滿足農藝要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明刀輥的結構示意圖。

圖2為刀盤的結構示意圖。

圖3為刀盤零件的局部安裝示意圖。

其中，1.刀軸，2.刀座，3.刀盤，4.螺旋橫刀，5.彎刀組，5.1.彎刀、5.2.彎刀，6.旋耕刀，7.螺栓，8.夾板，9.擋板，10.備用軸向通槽，11.徑向通槽，12.軸向通槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步解釋說明：

參見圖1、圖2及圖3，本發(fā)明刀輥，包括刀軸1和刀具，以刀軸1的中線為對稱中心線，刀軸1兩側的刀具對稱布置，所述刀軸1兩側的旋耕刀6旋向相反，即左側刀軸安裝右旋方向的旋耕刀6，右側刀軸安裝左旋方向的旋耕刀6，同一回轉區(qū)間的旋耕刀6與螺旋橫刀4的旋向相反。所述刀具包括螺旋橫刀4、彎刀組5和旋耕刀6，所述彎刀組5由兩個緊密貼合的彎刀5.1、5.2組成。所述刀軸1上裝有多個刀盤3，相鄰兩個刀盤3之間的刀軸1上還裝有多個刀座2(本發(fā)明中為9個刀座)，所述刀座2內安裝旋耕刀6，所述刀盤3周向裝有三個彎刀組5(相隔120°排列在同一個回轉面上)和三個旋耕刀6(相隔120°排列在同一個回轉面上)，所述刀盤3上的彎刀組5和旋耕刀6交替設置，所述旋耕刀6與相鄰近的彎刀組5之間的夾角a為32°—36°。所述刀盤3上的旋耕刀6的刀柄插裝在刀盤3的徑向通槽11中，彎刀組5的刀柄插裝在刀盤3的軸向通槽12中，并采用夾板8和螺栓7固定，所述軸向通槽的下沿處設有為彎刀組5限位的擋板9，所述夾板8的厚度為2mm—4mm；擋板9寬20mm—24mm，相鄰兩個彎刀組5間焊接有螺旋橫刀4，所述螺旋橫刀4的刃口寬度為1.5mm-3mm，刀厚10mm-15mm，軸向長度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°，螺旋橫刀4旋轉半徑比旋耕刀6小35mm—45mm，比彎刀小10-15mm，軸向相鄰的旋耕刀6間距為70mm—120mm。所述刀盤3上在前期制造時還預開設有備用軸向通槽10。

所述螺旋橫刀4在刀軸1上的排布結構為：兩側的螺旋橫刀4以刀軸1為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀軸1中心匯合對稱形成人字形；所述旋耕刀6在刀軸1上的排布結構為：兩側的旋耕刀6沿與所述螺旋橫刀4相同升角的螺旋線排布，形成人字形。

本發(fā)明刀輥的工作原理為：

耕作時，本發(fā)明刀輥安裝在側邊傳動的旋耕機框架內，拖拉機輸出動力經旋耕機的傳動系統(tǒng)傳至刀軸，并帶動整個刀輥轉動。工作時，刀軸1兩端的刀盤3上旋耕刀6最先接觸土壤，然后相鄰刀座2上的旋耕刀6依次入土，將土壤向兩側推送，隨后螺旋橫刀4壓覆秸稈，將秸稈埋從旋耕刀6正切刃耕過的區(qū)域埋入，同時將疏松的土壤向中間推送，并附帶拋土。通過刀軸的不斷轉動，土壤與秸稈經刀具的反復揉合再加上旋耕機框架上擋板拖板的配合，以達到土壤細碎適中，秸稈埋覆入土，地表平整的效果。

當需要更換刀具時，可取下螺栓7和夾板8，將彎刀組5由軸向通槽12中抽出即可同步取下彎刀組5及焊接在彎刀上的螺旋橫刀4，由于彎刀組5是由兩個緊密貼合的彎刀5.1、5.2組成，因此取下彎刀組5將彎刀5.1和彎刀5.2分離后，也實現(xiàn)在各段螺旋橫刀4之間的分離，同理，旋耕刀6也可方便的從徑向通槽11中抽出，以便于維護和更換。

田間實驗表明，采用本發(fā)明刀輥分別在留茬高度在600mm左右的常規(guī)水田旱地以及堅實度在2000Kpa左右的黏土地，該機刀輥作業(yè)一遍均可滿足農藝要求，且與現(xiàn)有同類型的刀輥相比，水田功耗降低3％—5％，旱地功耗降5％—10％。