專利名稱：V-l形秸稈粉碎還田刀片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械范疇，尤其涉及一種V-L形秸稈粉碎還田刀片。
背景技術：
目前市場上的各種秸稈粉碎還田機所使用的刀片大致有甩刀型、直刀型和錘爪型三種。各種刀片一般都不是直接安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，而是安裝的刀座上，刀座均勻的分布在旋轉(zhuǎn)軸上。不同的是錘爪型和甩刀型每個刀座上只安裝一只錘爪，而直刀型則每個刀座上多為安裝一組刀片，一般為三片。錘爪型在粉碎作業(yè)中靠高速旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)抓起地上的秸稈，然后在定刀的配合下進行粉碎作業(yè)。錘爪型相比其他刀片有較大的質(zhì)量，轉(zhuǎn)動過程中具有很大的轉(zhuǎn)動慣量，加大了機器的震動，增大的了動力消耗，并且錘爪磨損較嚴重。甩刀型在作業(yè)時線速度比錘爪型稍低，可以在地面沒有定刀配合的情況下對秸稈進行切割粉碎。缺點是受制造材料和工藝的限制，現(xiàn)有的刀片磨損較嚴重，刀片先接觸地的一角易磨損成圓弧形，從而削弱了刀片在接觸秸稈時的切削能力，從而降低了粉碎效果，這樣刀片的使用壽命非常有限。直刀型在工作時，為了達到良好的粉碎效果，必須加大刀片排列的密度，這樣就增加了整機的制造成本和使用過程中換刀片的成本，此種類型刀片在粉碎秸稈時，由于受到秸稈的阻力，削弱了粉碎效果，增加了功耗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服其他秸稈粉碎還田刀在工作過程中，機體震動猛烈，動力消耗大，粉碎效果不理想，使用壽命短等缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)久耐用、節(jié)能降耗、粉碎效果良好的V-L形秸稈粉碎還田刀片。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，由刀柄和刃切面組成，所述的刀柄采用前傾刀柄MN結構，刀片采用V-L形刃線結構，Q、R兩點控制刀片刃線末段在工作過程中與地面之間的夾角，合理的夾角能夠提高刀片對玉米秸稈根部的砍切能力，防止刃線末端在使用過程中被磨損成圓弧狀，延長刀片使用壽命；點P的能夠調(diào)整刀片整體的重心位置，恰當?shù)腜點位置使刀片的重心位于刀柄的延長線上，提高刀片在高速旋轉(zhuǎn)時整機的平衡穩(wěn)定性，對NPQR四點進行曲線擬合、優(yōu)化，得到如下曲線方程:y = p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5; ^Φ =P1 = (1. 624 3. 605)e-006,p2 = (_2· 403 1. 549) e-(004 00 ，P3 = -0· 03019 -0. 005655，p4 = -0· 1457 0. 3346，p5 = -0· 3513 0.3039，參閱圖3所示，χ的取值范圍滿足OSxS 148.2。該曲線方程所描述下的刀片具有以下優(yōu)點使刃線和刀柄光滑連接，降低刀片在鍛壓過程中的應力產(chǎn)生；降低刀片在工作過程中由于機具轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力導致的刀片變形；控制刀片重心位于X軸上，從而提高了刀片在高速旋轉(zhuǎn)時的整機穩(wěn)定性；曲線方程使刀片的重心外移，相同回轉(zhuǎn)半徑和轉(zhuǎn)速情況下，增加轉(zhuǎn)動慣量，提高對秸稈的粉碎能力。V-L形刃線結構增大了刀片的切削長度， 提高了粉碎效率。和其他甩刀相同安裝密度的情況下，V-L形秸稈粉碎還田刀片減少了秸稈粉碎腔體內(nèi)無刀柱體的軸向長度。刀柄與刃線所在平面的夾角為W= 165° 175°，此夾角的存在，增強了刀片抓取秸稈的能力，同時減小粉碎秸稈時的滑切角，有利于秸稈的粉碎，提高刀片動能利用效率。同時刀片的刃線表面是由高頻淬火形成，提高了刀片的耐磨性能。刀片的橫截面采用近似梯形結構，圓弧代替梯形小底，減小切削阻力。刀柄MN的長度 a = 40 60mm，刀片厚度b = 6 8mm。本發(fā)明有益效果是由于本設計采用了前傾結構和方程描述的V-L形高頻淬火刃線。所以，V-L形秸稈粉碎還田刀片具有延長刀片的使用壽命，降低整機的橫向震動，提高秸稈粉碎效果，提高作業(yè)效率，降低能源消耗等優(yōu)點。


圖1刀片的結構示意圖。其中a)是刀片的主視圖。b)是a)的A向剖視圖。c)是a)的B-B向剖視圖。圖2為刀片刃線坐標示意圖。圖3為刀片刃線曲線散點擬合意圖
具體實施例方式下面結合圖1、圖2所述實施例進一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及實施方。圖1為V-L形秸稈粉碎還田刀片的結構示意圖，刀片前傾結構，刀柄與刃線所在平面夾角W= 165° 175。視圖A顯示了還田刀片的V-L光滑刃線結構，刃線形狀由方程 y = P1X^p2Xip3Xip4Xkp5 控制，式中=P1 = 2. 615e-006(l. 624e_006，3. 605e-006)，p2 =-4. 273e-005(-2. 403e_004，1. 549e_004)，p3 = -0. 01792(-0. 03019，-0. 005655)，p4 = 0. 09447 (-0. 1457,0. 3346) ,p5 = -0. 02371 (-0. 3513,0. 3039)，剖視圖 B 顯示刀片的斷面結構，刀片的橫截面采用近似梯形結構，圓弧代替梯形小底，有利秸稈的切割。刃線是由高頻淬火而成，提高刀片的耐磨性，延長使用壽命。刀柄長度a = 40 60mm，刀片厚度b = 6 8mm。為將其安裝在刀座上，刀柄部有直徑Φ為12mm孔，用銷釘將刀片與刀盤固定。圖3為控制刃線走向的關鍵散點分布圖，通過對散點的分析，擬合優(yōu)化出刀片的光滑刃線，圖2為刀片刃線的坐標示意圖，坐標系以刀柄方向為X軸，刃線起點為原點，如圖所示。刀片的的V-L光滑刃線結構按如下曲線方程制的。y = p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5式中ρ ！ = 2 . 6 1 5 e -0 0 6 ( 1 . 624e_006，3. 605e_006)，ρ 2 =-4. 273e-005(-2.403e-004，1. 549e-004)，p3 = -0.01792(-0. 03019，-0.005655)， P4 = 0. 09447 (-0. 1457,0. 3346)，ρ5 = _0· 02371 (-0. 3513,0. 3039)，χ 的取值范圍滿足 OSxS 148.2。保證刀片重心位于X軸上，同時外移刀片重心，從提高刀片在高速旋轉(zhuǎn)時的整機穩(wěn)定性和增大刀片的轉(zhuǎn)動慣量。實施例1
4
刀柄與刃線所在平面夾角W = 170°，刀柄長度a = 52. 2mm，刀片厚度b = 6mm, 刃線方程為 y = p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5'式中P1 = 2. 615Θ-006, p2 = _4· 273e-005, p3 = -0. 01792，p4 = 0. 09447，p5 = -0. 02371，χ 的取值范圍滿足 0 彡 χ 彡 148. 2，刀片采用 65Μη鋼鍛壓制成。本發(fā)明的V-L形秸稈粉碎還田刀片可分為左、右刀片兩種，將V-L形秸稈粉碎還田刀片按排列規(guī)則安裝在工作幅寬為2100mm(3行)的機具刀輥的刀座上，機具由50馬力以上拖拉機帶動，進行玉米秸稈粉碎還田作業(yè)，刀軸轉(zhuǎn)速為1500r/min。多次測定的結果為 輪轍間秸稈粉碎長度合格率95% 92%)，輪轍中秸稈粉碎長度合格率89% (^85%), 輪轍間留茬平均高度68mm( ( 75mm)，輪轍中留茬平均高度70mm( ( 85mm)，拋撒不均勻度 13% (^20%)刀片平均壽命(MTTF) 120h(彡IOOh)，均超過國家標準的規(guī)定(括號內(nèi)為國家行業(yè)標準要求的數(shù)值)。實施例2刀柄與刃線所在平面夾角W = 165°，刀柄長度a = 40mm，刀片厚度b = 6mm， 刃線方程為 y = p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5'式中P1 = 1. 624Θ-006, p2 = _2· 403e_004，p3 =-0· 03019，p4 = -0· 1457，p5 = _0· 3513，χ 的取值范圍滿足 0 < χ 彡 148. 2，刀片采用 65Μη 鋼鍛壓制成。其它條件與實施例1相同。實施例3刀柄與刃線所在平面夾角W = 175°，刀柄長度a = 60mm，刀片厚度b = 8mm， 刃線方程為 y = p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5'式中P1 = 3. 605Θ-006, p2 = 1. 549e_005，p3 =-0. 005655，p4 = 0. 3346，p5 = 0. 3039，刀片采用 65Mn 鋼鍛壓制成。其它條件與實施例1相同。
權利要求
1.一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，由刀柄和刃切面組成，其特征在于，所述的刀柄采用前傾刀柄MN結構，刀柄與刃線所在平面的夾角為W= 165° 175°，所述的刃切面采用頻淬火刃線 NPQR，刃線的曲線方程為:y = ρ1χ4+ρ2χ3+ρ3χ2+ρ4χ1+ρ5, ζψ =P1= (1.6 3. 605) e-006，p2 = (-2. 403 1. 549) e_ (004 005)，ρ3 = _0· 03019 _0· 005655, ρ4 = _0· 1457 0. 3346, ρ5 = -0· 3513 0. 3039，式中χ的取值范圍滿足0彡χ彡148. 2。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，其特征在于，所述的P1= 2. 615e-006,p2 = -4. 273e-005,ps = _0· 01792，ρ4 = 0. 09447，ρ5 = _0· 02371，式中 χ 的取值范圍滿足0彡χ彡148.2。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，其特征在于，刀片重心位于刀柄延長線上，即X軸上。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，其特征在于，刀片的橫截面采用近似梯形結構，圓弧形小底。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，其特征在于，刀柄長度a =40 60mm，刀片厚度b = 6 8mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種V-L形秸稈粉碎還田刀片，其主要由前傾刀柄MN和具有高頻淬火刃線NPQR的刃切面部組成。特征在于V-L結構使刃線長度得到延長，轉(zhuǎn)動慣量增大，并控制刀片重心在刀柄延長線上，其刃線的曲線方程為y＝p1x4+p2x3+p3x2+p4x1+p5，式中p1＝(1.624～3.605)e-006，p2＝(-2.403～1.549)e-(004～005)，p3＝-0.03019～-0.005655，p4＝-0.1457～0.3346，p5＝-0.3513～0.3039，式中x的取值范圍滿足0≤x≤148.2。刀柄與刃線所在平面夾角W＝165°～175°。本發(fā)明解決了延長刀片的使用壽命，提高了粉碎效果和作業(yè)效率，降低了能源消耗。
文檔編號A01D82/00GK102165882SQ201110115590
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者于路路, 劉曉亮, 吳華, 潘春祥, 狄英凱, 賈洪雷, 馬云海, 馬成林, 齊江濤 申請人:吉林大學