[发明专利]弧形深松铲

说明书

技术领域

本发明属于农业机械领域。

背景技术

深松是保护性耕作关键技术之一，深松耕作主要采用深松机对土壤进行切削，松动耕层土壤，打破犁底层，达到调节土壤“三相”比例、增强土壤的透水性、提高土壤抗旱抗灾能力、改良土壤的作用，是一种非常适合北方旱田的蓄水保墒的耕作方法。目前国内深松机种类繁多，机器的保有量也在逐年增加，而机器的性能差异较大。深松铲是深松机的主要工作部件，决定着深松机的作业深度、松土效果、土块大小与位移、工作阻力、水份散失及伤根伤苗情况等工作性能。

发明内容

本发明的目的是通过仿真分析及优化设计，设计一种具有明显压土碎土效果和降低工作阻力的弧形深松铲。

本发明由矩形直铲柄座、圆弧形铲刃和铲头三个部分组成，

a、矩形直铲柄座上有凹坑；

b、矩形直铲柄座与圆弧形铲刃段用圆弧过渡连接，铲刃淬火处理，圆弧形铲刃的中心角为62o，耕深30～40cm时，铲刃切线与地面间的夹角从58o 减少到34o ，耕深35cm处时，铲刃切线与地面间的夹角为45o ；

c、铲头与圆弧形铲刃切线过渡而连接，铲头与水平面夹角是23o。

本发明的弧形深松铲柄具有以下突出优点：

1、具有明显的压土碎土效果。避免了大土块翻动压苗、土体运动位移大伤根以及松后土块缝隙大水份蒸发快的缺点。实现了既深松又不起土块、既透气又不失墒、既松土又不伤根的目的。

2、减小了工作阻力。土槽实验表明，同一速度下和同一深松深度下，弧形深松铲的工作阻力比普通深松铲的工作阻力降低了10%以上

3、深松深度为30cm——40cm时，铲刃切线与地面夹角为58°——34°，具有较强的滑切作用，利于茎秆滑过，适于保护性耕作技术要求。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1的左视图。

具体实施方式

本发明由矩形直铲柄座、圆弧形铲刃和铲头三个部分组成，

a、矩形直铲柄座上有凹坑；

b、矩形直铲柄座与圆弧形铲刃段用圆弧过渡连接，铲刃淬火处理，圆弧形铲刃的中心角为62o，耕深30～40cm时，铲刃切线与地面间的夹角从58o 减少到34o ，耕深35cm处时，铲刃切线与地面间的夹角为45o ；

c、铲头与圆弧形铲刃切线过渡而连接，铲头与水平面夹角是23o。

通过观察通用深松铲，结合深松机理，在观察大量田间耕作的基础上，对深松机耕作过程中出现的阻力大、大土块推移与翻转造成伤根压苗、土壤水份散失快等一系列问题进行总结，结合计算机仿真技术与PRO/E三维实体绘图软件设计新型弧形深松铲，利用ANSYS有限元分析软件进行仿真分析和优化设计，通过土槽实验和田间试验对所发明的弧形深松铲水平方向受力、竖直方向受力以及扭矩进行测试分析，并与通用深松铲深松阻力和深松效果进行对比。实验结果表明弧型深松铲柄具有明显的压土和碎土效果，作业后地表平整，工作阻力小，水份蒸发散失速度低。

本发明的弧形深松铲材料为65Mn钢，由矩形直铲柄座、圆弧形铲刃和通用铲头三个部分组成。矩形直铲柄座为长方体，铲柄宽度B为70mm，厚度A为30mm，铲柄上部加工有凹坑，用于螺栓固定，耕深范围H为20-40cm；铲刃淬火处理，圆弧形铲刃的中心角为62°，耕深从30cm到40cm时，铲刃切线与地面间的夹角                                                从58°减小到34°，耕深在35cm处时，为45⁰，与金属材料和土壤、草根间的滑切角相等，具有明显的滑切作用。耕作时铲刃上部与铲刃下部的合力方向为水平方向，而垂直方向的合力相互抵消，同时上部铲刃将下部铲刃翻起的土壤切碎，起到压土碎土的作用。深松铲柄带刃口部分的横截面为五边形，刃尖部分为等腰三角形，铲柄与机架固定部分和工作部分采用圆弧过渡；铲头部分与普通深松铲铲头一致，与水平面的夹角都是23°,可以安装标准的深松铲尖，提高了通用性。铲底与铲头通过埋头螺栓联接，减小深松铲的工作阻力。

所述铲刃外弧与内弧的刃口曲线分别满足如下方程：

铲柄外弧：          （1）

铲柄内刃：               （2）