[实用新型]一种变曲率减阻圆盘犁

说明书

技术领域

本实用新型涉及农用耕整地机械，尤其涉及一种变曲率减阻圆盘犁。

背景技术

目前，随着现代化农业技术向节能降耗、可持续、绿色环保方向发展，对农业耕作机械的作业质量和要求也在不断的提高，特别是对各种典型的土壤工作部件提出了更高的要求。圆盘犁是一种使用范围仅次于铧式犁的典型农业机械土壤耕地机械，作业时，圆盘形犁片旋转运动对土壤进行耕翻作业，切土刃长，能够越过障碍物，特别适用于铧式犁无法工作的复杂农田的翻耕作业。然而，由于传统球面圆盘犁片入土能力差，磨损严重、工作阻力大，球面圆盘犁侧向力大较难平衡，耕深浅，黏重土壤粘土严重，限制圆盘犁使用范围，无法在广大旱作区推广应用。

国标所规定的圆盘犁其盘面为球面，即触土曲面各点具有恒定的曲率或曲率半径，实际使用、研究和试验均表明，这种恒定曲率的球面作为圆盘犁触土曲面时，表现出明显的工作阻力大以及土壤粘附严重的现象，降低了耕作效果。圆盘犁的工作阻力主要来源于两个方面：一个是圆盘犁周缘刃口对土壤的剪切破坏土壤；另一个是土壤沿触土曲面运动摩擦阻力。上述这两个阻力在圆盘犁表面均有体现。圆盘犁工作过程中的阻力除了与土壤本身的属性有关，还与圆盘犁的周缘刃口及触土曲面在空间的几何形状有关。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中圆盘犁耕作阻力大和土壤粘附严重的问题，提供一种以变曲率曲线代替传统的抛物线作为犁体曲面准线的减阻圆盘犁。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案为：一种变曲率减阻圆盘犁，包括一体结构的圆盘犁本体，圆盘犁本体的中心为用于与动力装置连接的呈平板状的装配部分，圆盘犁本体的外缘周面为用于破土的切削部分，装配部分与切削部分之间为等厚度的翻土部分，翻土部分中相对设置的凸凹两面分别为外触土曲面和内触土曲面，内触土曲面是由导曲线沿圆盘犁本体的中心连续旋转运动360°得到的曲面，该导曲线符合方程                                               ，其中，x的取值范围为0~18。

进一步的，所述的导曲线是在x取值范围为0~18mm内，在x和f(x)方向分别缩放相同比例得到的曲线段。

所述圆盘犁本体的入土角为20~45°，副入土角为3°，其中，圆盘犁本体的入土角是指，当工作时的圆盘犁被竖直放置时，翻土部分的内触土曲面的入土端的最底点的切线与水平线的夹角；圆盘犁本体的副入土角是指，当工作时的圆盘犁被竖直放置时，翻土部分的外触土曲面的入土端的最底点的切线与水平线的夹角。

所述装配部分的中心设有轴孔，且装配部分上沿其周面均布有犁片固定孔。

本实用新型中，通过环形的翻土部分直径的截面为等厚度，当翻土部分的厚度≤5mm，切削部分的厚度≤0.8mm。当翻土部分的厚度＞5mm，切削部分的厚度≤1mm。

本实用新型的有益效果为：

其一、本实用新型中，具有变曲率特性的内触土曲面，在圆盘犁工作过程中，改变了传统的球面圆盘犁内触土曲面上运动土壤应力集中性，使得土壤在沿着内触土曲面运动过程中产生波动效应，达到破碎土壤目的，防止土壤粘附。

其二、通过调整变曲率曲线端的缩放倍数，可更合理地控制圆盘犁的入土角和副入土角，减小切削部分的刃口切割土壤的剪切阻力、土壤在内触土曲面运动的摩擦阻力以及土壤对内触土曲面的粘附，提高圆盘犁的耐磨性能，这样可以有效地降低圆盘犁的工作能耗，获得更大的耕深，提高圆盘犁的工作效率，扩大了圆盘犁的适用范围。

其三、本实用新型改善了圆盘犁触土曲面的几何形状，将变曲率内触土曲面的几何形状附加在圆盘犁上，即使变曲率的导曲线沿圆盘犁中心绕360°连续运动形成的从回转中心到轮缘轮廓曲线，该几何结构能够改变土壤在与其接触表面的运动状态，对运动的土壤产生引导效应，使土壤颗粒产生滚动效应，并减小界面层的土壤颗粒数量，降低了土壤颗粒与圆盘犁表面的接触几率，由原来的滑动接触占优势改变为以滚动接触为主，使土壤对圆盘犁表面的阻力及粘附性降低，本实用新型的变曲率圆盘犁耐磨性比传统球面圆盘犁提高40%，工作阻力减小25%，减少土壤粘附性能提高40%。