耕作刀片在刀辊上的多头螺旋线对称排列法.pdf

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1、第27卷2011焦第4期4月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．4Apr．2011111耕作刀片在刀辊上的多头螺旋线对称排列法贾洪雷1，黄东岩2，刘晓亮1，王增辉2，刘昭辰3，马成林1(1．吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春130025；2．吉林农业大学信息技术学院，长春130118。3．吉林省农业机械研究院，长春130022)摘要：为使通用刀片满足垄台碎茬或全幅旋耕不同耕作的农艺要求，同时又使其耕作功耗小，刀辊受力均匀，提出了耕作刀片在卧式刀辊上的多头螺

2、旋线对称排列法。该法将刀辊分成均等的左、右刀辊，刀片分别在其上按多头螺旋线排列，旋向相反，升角相同。同条螺旋线上安装同向刀片，相邻的螺旋线上安装反向刀片，左、右刀辊上相对称的刀盘相应位置的刀片为反向刀片，相继入土刀片之间间隔相等。将这种排列方法应用到不同机具上进行旋耕、碎茬作业，各工况碎土率均值达到85．6％以上，碎茬率均值达到80％以上，能够减少刀辊的冲击振动，延长了传动件及轴承的寿命，使机具作业平稳。关键词：耕作，机具，设计，卧式刀辊，耕作刀片，排列方法，多头螺旋线doi：10．3969／j．

3、issn．1002—6819．2011．04．019中图分类号：$222．3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一04一01l卜06贾洪雷，黄东岩，刘晓亮，等．耕作刀片在刀辊上的多头螺旋线对称排列法[J]．农业工程学报，2011。27(4)：111—116．JiaHonglei，HuangDongyan，LiuXiaoliang，eta1．Symmetricalmulti-spiralarrangementoftillageblades0nrotor【J】．Transaction

4、softlleCSAE，2011，27(4)：111—116．(inChinesewithEnglishabstract)0引言耕作刀片在刀辊上的排列方式对刀辊的功率消耗、作业质量及机组的平衡性等指标有很大的影响，合理的弯刀排列应在满足耕整地农艺要求的基础上，使其耕作能耗小，刀辊受力均匀、便于制造【¨。国内外旋耕机刀片大多数采用人字形排列方式和双头螺旋线排列方式[1五】。国外(如日本)旋耕机刀片多采用人字形排列，但刀片不完全是按刀辊转一定角度均匀入土，还有少数同向刀相继入土的情况。1985年，冯培

5、忠提出了旋耕刀在卧式刀辊上总刀数等于4n+2的最佳数列排列法[21，1998年王多辉等又提出了其应用程序设计[31，较好地解决了旋耕刀片在刀辊轴上的双头螺旋线排列。新世纪以来，多人对秸秆还田刀在还田机上的排列及其平衡问题进行了研究与试验[4-61，但是在确保碎茬、覆盖、旋耕碎土等各项作业质量的前提下，卧式刀辊上耕作刀片的多头(如4头、6头等)螺旋线排列问题尚需解决。卧式刀辊的旋耕—碎茬通用机具研制过程中，在双刀辊及更换刀辊两种形式的基础上，先后采用了通用刀辊、通用刀盘、更换刀片(即根据作业需要装碎

6、茬刀或旋耕刀)及通用刀辊、通用刀盘、通用刀片(即“三通”型)2种形式【7J41。更换刀片形式中，为了满足2种作业收稿日期：2010-04．10修订日期：2011-02-22基金项目：国家科技支撑计划(2011BAD20809，2011BADl6BlO)；吉林省科技发展计划项目(20090711)作者简介：贾洪雷(1957一)，男，吉林长春人。教授，博士生导师，主要从事保护性耕作技术及仿生智能作业机械研究。长春吉林大学工程仿生教育部重点实验室，130025。Emaih{iahl@vip．163．co

7、m的不同农艺要求，在刀盘上设计了不同的安装孔位，分别安装旋耕刀或碎茬刀。旋耕刀(采用国标的旋耕刀)在左右刀辊上分别按4条螺旋线排列，安装碎茬刀时则按照传统的碎茬机上的刀片排列方法。采用通用刀片的“三通”型结构中，使用同一组通用刀片，通过改变刀辊转速可分别进行碎茬或者旋耕作业，为了保证作业质量特别是碎茬质量，刀辊转速要达到400r／rain左右，同时切削小区内至少要有3把刀，致使刀片在刀辊上采取6条螺旋线排列。这样，4头螺旋、6头螺旋等多头螺旋线排列问题就被提出来了。1排列的基本原则近年来，国内以旋

8、耕碎茬为主的联合作业机具及大幅宽的旋耕机具增加很快，多采用中间传动形式，耕作刀片分别安装在均等的右刀辊及左刀辊上，在实际设计工作中，我们采用了刀片在右、左刀辊上螺旋线对称排列的方法。其排列遵循以下原则。1)刀片在右左刀辊上分别按多头螺旋线规则排列，两刀辊的螺旋线旋向相反，升角相同，两者初始位置相差角度数(称为初始相位差)为一0：—18—0。(1)一=一L_J2Ⅳ式中，口为右(或左)刀辊上相继入土两个刀片之间的相位角，o；Ⅳ为右(或左)刀辊上刀片总数。侧传动结构可分为右半刀辊及左半刀