[发明专利]一种适应于沙地的高速翻转犁以及其曲面设计方法

说明书

本发明公开了一种适应于沙地的高速翻转犁以及其曲面设计方法，本发明根据高速翻转犁的铧刃角θ₀、切土角ε、土垡宽度即犁沟宽度d、载荷角α确定犁铧的设计参数，进而确定所述导曲线、主犁体曲面轮廓、翻土曲元线，最后添加辅助面，即可完成犁体的曲面设计，实现了高速低阻设计；通过限深轮滑杆和调节摇杆的设置，达到了使限深轮快速调节犁架高低的目的；通过犁体和犁柱的设置，提高了更换犁体的速度，通过拉力杆的设置，达到犁架的稳定性和平衡性。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种适应于沙地的高速翻转犁以及其曲面设计方法。

背景技术

在我国设施农业中，农户由于考虑流通的方便性，大都重茬种植，导致病菌滋生，因而迫切需要进行高速翻耕作业。同时为了便于对农作物进行种植，以及使得农作物的生长更加有利，因此在播种之前需要对土壤进行翻土作业，改善土壤的结构，增强土壤的透气性和保水性以及保肥性，为作物的生长创造良好的条件。

随着目前政府对大规模集中种植作业的大力推进，高效高速的犁也急需改进，铧式犁的高速作业对于提高农业装备作业效率和减少碳排放都具有重要意义。应用高速犁体作业，除了可以提高劳动生产率外，还可以减少金属用量，减少保养和改善机组灵活性，使大马力的拖拉机和悬挂犁的机组简单化，研究高速犁体有助于提高国内高速犁的发展，同时能为广大农户在耕作时提供更多的配套选择，降低能耗，节约资源，节省种植成本，为后续高速犁的研究提供一定的理论参考。

由于耕地质量的好坏和动力消耗取决于犁体曲面的设计水平，目前，对犁体曲面的设计难以满足高速耕作的需要，并且存在耕作阻力大、量能力消耗大、耕作效率低下的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种适应于沙地的高速翻转犁以及其曲面设计方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提出一种适应于沙地的高速翻转犁，包括犁体，所述犁架上通过U型螺杆安装三点悬挂装置，所述犁架上安装拉力杆，所述犁架上安装限深轮滑杆，所述限深轮滑杆上安装调节摇杆，所述限深轮滑杆上安装限深轮，所述犁架上通过U型螺杆安装犁柱，所述犁柱固定连接犁体，所述犁体由犁柱、犁铧、前犁壁、后犁壁组成，所述柱形曲面由前犁壁和后犁壁组合构成，所述前犁壁的胫刃形成内凹形复合曲线，所述犁铧参数包括铧刃角θ₀，切土角ε和载荷角α，铧刃角θ₀为犁铧刃与犁体前进方向的夹角，切土角ε为犁铧末端在垂直于犁体前进方向的剖面上犁铧与地面的夹角，载荷角α为犁尖平行于犁体前进方向的剖面上犁铧与地面的夹角，其中θ₀＝35°，ε＝36.66°，α＝25°,根据所述铧刃角θ₀、切土角ε、土垡宽度即犁沟宽度d、载荷角α确定犁铧的设计参数，其中d＝250mm；进而确定所述导曲线、主犁体曲面轮廓、翻土曲元线，最后添加辅助面，即可完成犁体的曲面设计。

本发明还提供了一种适应于沙地的高速翻转犁的曲面设计方法，所述高速翻转犁包括犁架，所述犁架上通过U型螺杆安装三点悬挂装置，所述犁架上安装拉力杆，所述犁架上安装限深轮滑杆，所述限深轮滑杆上安装调节摇杆，所述限深轮滑杆上安装限深轮，所述犁架上通过U型螺杆安装犁柱，所述犁柱固定连接犁壁，犁体由犁柱、犁铧和犁壁组成，所述犁壁由前犁壁和后犁壁组成，犁体曲面由犁壁和犁铧组合构成，所述曲面设计方法包括如下步骤：

步骤1，沙地的高速翻转犁犁铧的设计，首先确定铧刃角θ₀、切土角ε、土垡宽度即犁沟宽度d、载荷角α，进而确定犁铧的设计参数；其中铧刃角θ₀为犁铧刃与犁体前进方向的夹角，切土角ε为犁铧(15)末端在垂直于犁体前进方向的剖面上犁铧(15)与地面的夹角，载荷角α为犁尖平行于犁体前进方向的剖面上犁铧(15)与地面的夹角；

步骤2，确定沙地的高速翻转犁的导曲线；