專利名稱：窄壟作物播鋤機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于農(nóng)業(yè)機械范疇。是為各種窄壟作物進行田間加工管理的最新小型機器。
窄壟作物、是指行距為210毫米(七市寸)左右的各種密植型條播作物，例如小麥、谷黍、油料等等。此類作物約占整個農(nóng)作物一半以上，由于行距狹窄，至目前無任何機器可以進入田間代替人力，它們從生長到成熟的漫長時間，需要進行多次松土、除草、追施化肥等復(fù)雜而精細的加工管理，但由于沒有機械可以利用，形成幾千年來的一項沉重負擔(dān)。不僅如此，由于人工作業(yè)效率很低，農(nóng)時節(jié)令又時不待人，往往由于人手不夠而貽誤農(nóng)時，一但加工不到便會造成減產(chǎn)。因此，解決窄壟作物田間管理的機械化問題，人們盼望已久，迫在眉睫。
由于機器不能進入窄壟作業(yè)，在某些發(fā)達的西方國家便以施用化學(xué)除草劑實行免耕法解決這一矛盾。但施用除草劑不僅成本過高，而且也需要有適宜的自然條件，在干旱地區(qū)，除草劑因不易融解、滲透，擴散而不起作用。我國的大部分耕地均屬此種情況，所以，時至今日，農(nóng)民們只好依靠一張鋤頭重復(fù)著祖先們的艱苦勞動。
本實用新型，目的是針對我國的具體條件提供一種適用的小型多能田間作業(yè)機器、以解除農(nóng)民的勞動疾苦、提高他們的勞動效益、填補農(nóng)業(yè)機械化中的這一空白。經(jīng)過三年時間的田間實驗、考核了它的性能、核實了各項參數(shù)?，F(xiàn)已形成比較成熟并確有實用價值的農(nóng)機新品。它是當(dāng)前唯一能夠進入窄壟田代替人力作業(yè)的最新機器。
本實用新型為單行作業(yè)。雙輪驅(qū)動、手扶操作，旋耕自走的形式。外型尺寸(長×寬×高)為1700×600×1000(毫米)、重量46公斤，能通過500毫米高的作物，能在460毫米大的地面回轉(zhuǎn)，因而不但能在210毫米寬的窄壟行間自由運轉(zhuǎn)作業(yè)，而且也不受地面大小的限制，既適應(yīng)平川開闊地面、也適應(yīng)山區(qū)小塊梯田，甚至菜園、苗圃的某些作業(yè)也可使用本機完成。
本實用新型的作業(yè)部件是針對窄壟田的作業(yè)特點自己設(shè)計的特殊刀具“單層雙刃旋銑刀”。它結(jié)構(gòu)簡單而性能優(yōu)異，具有作業(yè)質(zhì)量好、多能、省力的優(yōu)點。本實用新型，僅僅利用這一種作業(yè)部件便取得了鋤地、播種、追施化肥三種作業(yè)性能，(如果臨時組合一些其它附件還可用于噴灑農(nóng)藥、收割等。)由于這些不同的作業(yè)性能是利用同一個作業(yè)部件實現(xiàn)的，因而它們又可根據(jù)需要互相搭配合并在一次進行，例如在鋤地的同時追施化肥，或在鋤地的同時進行套種，或在播種的同時施用化肥等，這種復(fù)合式作業(yè)，是本實用新型獨特的優(yōu)點。它既節(jié)省時間又不增加機器負荷，從而更好地為農(nóng)民提供方便和效益。
本適用新型的配套動力是一馬力汽油發(fā)動機，由于“旋銑刀”省力和機體輕巧，本機耗力率很低，經(jīng)測定，在土壤硬度為7.5公斤／米2，含水率15％，耕深60－100毫米，作業(yè)速度為3.2公里／時的作出條件下，“旋銑刀”的刀軸扭矩為1.5——2公斤／米，機器行走約需5公斤的推移力，整機作業(yè)的耗力率僅為0.76馬力。由于力耗很少，作業(yè)時油門開至2／3，即可達到每小時1.2畝的作業(yè)效率，而耗油率不大于304克／畝，因而，本實用新型不但打破了窄壟田無機械可以進入的禁區(qū)，實現(xiàn)了以機器代替人力的理想，從而使沉重的體力勞動變得輕松愉快，而且其作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)效率、作業(yè)成本也比使用人力更為相宜。
本實用新型的結(jié)構(gòu)及其具體實施方案結(jié)合
如下圖1是本實用新型的整機結(jié)構(gòu)圖，1－1是限深輪，可上下調(diào)節(jié)，輪面為凹型，具有限定作業(yè)深度和克服機頭左右偏擺之功能，1－2是作業(yè)部件“旋銑刀”、1－3排肥管、1－4排種室、1－5播種量的節(jié)制閥、1－6種子箱、1－7化肥箱、1－8隨機工具箱、1－9油箱、1－10傳動軸的組合部件(兼機體骨架，以合金鋁鑄造)、1－11驅(qū)動輪，1－12護苗板，1－13發(fā)動機，1－14扶手(上設(shè)有油門、耕深調(diào)節(jié)手柄，離合器手柄。排種量調(diào)節(jié)器，肥箱閥門手柄共五個操作部件)。
圖2是本實用新型傳動結(jié)構(gòu)示意圖。2－1發(fā)動機(型號為1E40F)，2－2行星齒輪減速器(太陽輪主動，齒圈固定，行星輪架從動，速比41)，2－3傘齒輪減速器(速比21)2－4旋銑刀主軸(轉(zhuǎn)速375轉(zhuǎn)／分)，2－5安全離合器(刀軸扭矩調(diào)定為2公斤／米)。2－6刀片，2－7蝸輪蝸桿減速器(減速比151)，2－8小鏈輪(Z＝15轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)／分)，2－9鏈條，2－10大鏈輪(Z＝22)，2－11漲珠式差速器、2－12驅(qū)動輪法蘭套(轉(zhuǎn)速34轉(zhuǎn)／分)，2－13驅(qū)動輪(φ500毫米發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)／分，行駛速度為3.06公里／時)。
本實用新型的工作環(huán)境是狹窄的作物行間。之所以能以3.06－3.34公里／時的速度自由運轉(zhuǎn)作業(yè)，主要是因為本機具有較精確的走直性能，農(nóng)藝要求，在210毫米的標(biāo)準(zhǔn)窄壟行間內(nèi)，兩側(cè)的苗帶各占15毫米，作業(yè)面150毫米，作業(yè)面與苗帶之間的間距15毫米。因此，機器的行駛直線偏差不得大于15毫米，否則，刀具必然傷苗，驅(qū)動輪也要壓苗，本實用新型之所以能夠滿足這種要求。主要是依靠了驅(qū)動輪上的漲珠式自動差速裝置和扶手的配合實現(xiàn)的。這種差速裝置與現(xiàn)有汽車或拖拉機的傘齒輪組合差速器完全不同，它是利用地面上的復(fù)雜情況所給予兩只驅(qū)動輪的不同阻力，使?jié)q珠松松緊緊，達到自動調(diào)節(jié)其行駛直線偏差的。
圖3是漲珠式差速器的機械結(jié)構(gòu)圖。3－1是蝸輪軸，2－8鏈輪、2－9鏈條、2－10大鏈輪、3－2五花頭、3－3漲珠、3－4驅(qū)動輪的法蘭套，它的工作原理是3－1的動力通過2－8、2－9、2－10傳給3－2，因3－2的五個珠窩均帶有向外傾斜的坡度，一經(jīng)向前轉(zhuǎn)動，五個珠子3－2便被向外推移，使之卡死在3－2與3－4之間，于是3－2與3－4形成了一個整體，使來自3－1的動力得以輸給驅(qū)動輪，此結(jié)構(gòu)的特點是五花頭8－2為主動件，驅(qū)動輪的法蘭套3－4為從動件。當(dāng)操作扶手時(向某一方向偏移)，由于杠桿作用，其中一只驅(qū)動輪就會得到向前推移的外力，因而其轉(zhuǎn)速也會高于3－2，此時卡死在3－2與3－4之間的珠子便自動回到珠窩，使3－2與3－4分離，當(dāng)外力消失，它的轉(zhuǎn)速低于3－2時，3－3又被向外推移，重新卡死在3－2與3－4之間，本實用新型便是利用漲珠的松松緊緊，3－2與3－4的離離合合，使兩只驅(qū)動輪的行駛速度不斷地進行著細微而靈活的調(diào)節(jié)，從而達到了行駛直線偏差不大于15毫米的要求的，此種差速裝置不但適用，而且結(jié)構(gòu)非常簡單，既容易制造，成本也低。
圖4是本實用新型作業(yè)部件——“旋銑刀”的刀片結(jié)構(gòu)圖，它是一種立式旋轉(zhuǎn)刀具，刀片是在土壤內(nèi)部水平旋轉(zhuǎn)作業(yè)，借助切削，拋 的作用使土壤位移、升垡、摩擦，從而達到松土、碎土、滅草之目的。作業(yè)質(zhì)量之優(yōu)劣，取決于刀片的幾何形狀，垡角的大小，轉(zhuǎn)速和向前推移的速度四者的密切配合，配合得當(dāng)，刀具作業(yè)平穩(wěn)，省力，松土細碎、作業(yè)面疏松平整，本實用新型所用的刀片是以3毫米厚的65錳鋼板沖壓成型其幾何形狀為長條形、雙刃口、自中心點分為左右(或A、B)兩段，每一段均是由刀背(4－1)、垡角(4－2)、刃口(4－3)組成，以刀背的平面為基準(zhǔn)、垡角部份向下彎曲10°，刃口為45°銳角(用于收割的刀片、刃部帒有鋸齒)，刀片長度150毫米，寬30毫米，中心處焊有卡頭或羅絲頭以便與主軸聯(lián)結(jié)，這一刀片實際等于是由兩把相同的刀片組合而成，在土壤中旋轉(zhuǎn)作業(yè)時，A、B兩段互相配合，隨著機體不斷向前移動，它們輪流切削前方的硬土，又輪流拋
被切削起來的松土。
圖6是旋銑刀作業(yè)過程的軌跡圖。由于每一小塊土壤都是經(jīng)過這樣切削又切削，拋
又拋
的復(fù)合加工，因而被作業(yè)過的土壤，不僅床底平整，雜草被連根切斷，而且松土細碎，作業(yè)面疏松平整而土層不亂，為什么薄薄一葉刀片能使100毫米厚的干硬土地變的如此疏松？這是因為刀片在土壤中高速旋轉(zhuǎn)切削時，垡角迫使土壤產(chǎn)生向上升垡的力量而所至，就沙盤實驗所見，升垡力的大小，與垡角的大小和轉(zhuǎn)速直接有關(guān)，垡角的角度太大，雖然可獲得較大的升垡力，但動力的消耗也會相應(yīng)增加，并且入土困難，垡角過小，則升垡力不足以沖破地表面的板結(jié)層，本實用新型所選定的垡角加以400轉(zhuǎn)／分之動力，升垡力可將土壤拋起300毫米之高度。因此，這一葉薄薄的刀片，便能達到上述松土，碎土之效果。這種從土壤內(nèi)部作業(yè)，以自下而上的方式碎土、松土，具有從薄弱環(huán)節(jié)入手攻擊堅硬防守的意義。土壤堅硬的部分是約30－50毫米厚的板結(jié)層。一般情況板結(jié)層以下是比較松軟的濕土層，但由于板結(jié)層是覆蓋在濕土層上邊的，采取自上而下的方式松土、碎土、板結(jié)層因得到了濕土層的依托，因而不易破碎，采取自下而上的方式作業(yè)，由于板結(jié)層失去了依托，因而微力可摧。這是本作業(yè)部件省力的原因之一，現(xiàn)有農(nóng)機具的作業(yè)方式都是采取自上而下的方式，例如犁鏵耕地，臥轉(zhuǎn)式“旋耕機”碎土等等。這種硬碰硬的方式，之所以費力，不僅是由于作業(yè)對象堅硬，而且還存在著大量無用功的消耗，例如，犁鏵耕地本來是為了翻土和松土，然而在實際工作時，土壤卻是自犁面向上高高垡起然后再跌落下去，這過程實際并不是作業(yè)的目的，只是因為這種方式和這種器械結(jié)構(gòu)無法避免這個過程，由此便帶來了無法避免的無用功的消耗，臥轉(zhuǎn)式“旋耕機”作業(yè)，目的是為了松土和碎土，但作業(yè)時土壤四處飛濺不得不以罩子遮擋，這豈不同樣是一種無用功的消耗？然而，這種機具，這種方式又無法避免這種無意義的力耗。因此，現(xiàn)有各種農(nóng)機具都非常費力，“旋銑刀”之所以省力，不僅是因為選定了避強就弱的作業(yè)方式。而且在它的作業(yè)過程中，幾乎沒有任何無用功的消耗，這便是此種刀具異常省力的根本原因，以“旋銑刀”和現(xiàn)有“旋耕機”對比，在同等作業(yè)條件下，經(jīng)測定，前者比后者省力三倍。此乃“旋銑刀”的先進之點。
為什么“旋銑刀”在松土、碎土，滅草的同時又可進行播種或追施化肥？這是因為刀片在土壤中高速旋轉(zhuǎn)作業(yè)時，由于土壤的升垡、離心作用，在刀軸的周圍始終存在著一個空穴。這空穴隨著刀具的移動而移動，隨著移動而自動覆蓋，我們從沙盤實驗看到，當(dāng)?shù)毒咄Ｖ乖谝粋€地方旋轉(zhuǎn)時，這空穴清析可見，當(dāng)?shù)毒呦蚯耙苿訒r，原來的空穴便自動覆蓋起來成為疏松平整的作業(yè)面。本實用新型的播種、追施化肥作業(yè)便是利用這一原理實現(xiàn)的。這種特殊原理，帶來了播種，播肥的特殊作業(yè)方式；它不開溝、不覆土、種子和化肥順著刀軸流入空穴，被自動埋入土內(nèi)，由于土壤不進行上下翻動，土層不亂(地表面的干土不會下流去)，因而，種子和化肥均能保持在有利于生根發(fā)芽和有利于發(fā)揮肥效的濕土層，此種作業(yè)方式，不但省時省事，也具有良好的保墑效果，這一點在北方干旱地區(qū)尤為重要。
本實用新型所使用的“旋銑刀”僅僅是此種部件中的一個單體，但它又是一個完整而齊備的部件。
圖5是本作業(yè)部件的單體機械結(jié)構(gòu)圖，5－1是刀片，5－2是主軸(空管，下端以卡口或羅口聯(lián)接刀片，播種時，種子注入軸心由出子口排入土層)，5－3是傘型齒輪，5－4是彈簧和滾珠組成的安全離合器，5－5是錐齒輪，5－6是付軸，5－7是齒輪箱，5－8是主軸套，5－9是斷電器組合件，5－10是排肥管，5－11是排種室，作業(yè)時動力由付軸5－6輸入，經(jīng)錐齒輪5－5驅(qū)動傘齒輪5－3旋轉(zhuǎn)，經(jīng)安全離合器5－4帶動主軸5－2和刀片5－1作業(yè)，由于刀片是在土壤內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，土壤中難免有石塊，雜物，無疑這是刀片正常作業(yè)的障礙，當(dāng)?shù)镀龅竭@些障礙物時，安全離合器5－4便自動打開，使刀片停止旋轉(zhuǎn)，待繞過障礙物以后，安全離合器又會自動接通使刀片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)作業(yè)；有時土壤中也會有較大的石頭，即使刀片停止旋轉(zhuǎn)，刀軸也無法通過，甚至?xí)霈F(xiàn)折斷刀軸，損壞機件等故障，為了防止這種故障的發(fā)生，特設(shè)置斷電器組件5－9。這個組件同樣是一安全裝置。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由一只微動開關(guān)，一只可調(diào)節(jié)間隙大小的彈性觸片所組成，微動開關(guān)通過兩條導(dǎo)線聯(lián)接在發(fā)動機“白金”的正、負極之間，當(dāng)?shù)遁S遇到不可克服的阻力時，彈性觸片便觸及微動開關(guān)，于是造成發(fā)動機點火系繞的短路而自動滅火，待操作員排除障礙物，重新啟動發(fā)動機方可繼續(xù)作業(yè)。
“旋銑刀”是一種系列性作業(yè)部件，可以使用一個單體，也可使用多個單體，使用多個單體時，可前后縱向串聯(lián)也可左右橫向串聯(lián)，縱向串聯(lián)用于增加作業(yè)深度，橫向串聯(lián)用于增加作業(yè)幅度。“旋銑刀”的刀片可根據(jù)需要隨意更換，用于收割作物的刀片，刃口為鋒利的鋸齒型，用于滅茬的刀片為三層六刃型。
“旋銑刀”的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)是機械，液壓電器相結(jié)合所構(gòu)成，本實用新型所用者只是一個實施例。
權(quán)利要求1.一種用于窄壟作物田間管理作業(yè)的播鋤機，由動力(汽油發(fā)動機)、行星齒輪減速器、蝸桿蝸輪減速器、傘齒輪減速器、作業(yè)部件“旋銑刀”。行走部件驅(qū)動輪。漲珠式自動差速器、限深輪、排種室、排肥管、種肥箱、油箱以及扶手所構(gòu)成；其特征在于作業(yè)部件“旋銑刀”是在土壤內(nèi)部水平旋轉(zhuǎn)作業(yè)，以自下而上的方式進行松土、碎土、滅草并利用這同一部件實現(xiàn)鋤地、播種、追施化肥三種作業(yè)性能；這部件的結(jié)構(gòu)是由刀片(5-1)、主軸(5-2)、傘齒輪(5-3)、錐齒輪(5-5)、安全離合器(5-4)、付軸(5-6)、齒輪箱(5-7)、主軸套(5-8)、斷電器(5-9)、排肥管(5-10)、排種室(5-11)以及相配套的軸承、油封所組成，所述的播鋤機，兩只驅(qū)動輪分別裝有漲珠式自動差速器。它能自動調(diào)節(jié)地面反映給兩只驅(qū)動輪的不同阻力，從而保持其直線行駛偏差不大于15毫米的精確要求，這差速器的結(jié)構(gòu)是由五花頭(3-2)、漲珠(3-3)驅(qū)動輪法蘭套(3-4)所組成；所述的播鋤機，其特征還在于其安全作業(yè)是利用電器與機械相結(jié)合的裝置實現(xiàn)的，這裝置是由探障器(5-9)、微動開關(guān)(5-13)所組成。
2.如權(quán)利要求1、所述的作業(yè)部件“旋銑刀”是一種系列型刀具，可根據(jù)作業(yè)的需要確定刀片的尺寸(耕作幅度)、轉(zhuǎn)速、片數(shù)(層數(shù))以及多個單體進行前后左右串聯(lián)的結(jié)構(gòu)方式；其特征在于每一葉刀片的幾何形狀是長條型、雙刀口、自中心分為左右(或A、B)兩段，每一段均是由刀背(4－1)、垡角(4－2)、刃口(4－3)所組成；以刀背平面為基準(zhǔn)，垡角向下彎曲10°，刃口為45°，用于收割的刀片，刃口還帶有鋸齒。
專利摘要一種用于窄壟作物田間管理的小型農(nóng)業(yè)機器，具有鋤地、播種、追施化肥三種作業(yè)性能，機型結(jié)構(gòu)為單行作業(yè)、雙輪驅(qū)動、手扶操作、旋耕自走的形式。行駛直線偏差不大于15毫米。能通過500毫米高的作物。能在460毫米大地面回轉(zhuǎn)，不受地塊大小的限制。作業(yè)部件為立式旋轉(zhuǎn)刀具——“旋銑刀”具有多能、省力和復(fù)合作業(yè)之性能。動力為一馬力汽油機。
文檔編號A01B49/00GK2086042SQ892166
公開日1991年10月9日 申請日期1989年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月20日
發(fā)明者武蘭民 申請人:武蘭民