一種打捆機撿拾切割刀的制作方法
【專利摘要】一種打捆機撿拾切割刀屬農業機械技術領域，本發明中刀片Ⅰ和刀片Ⅱ上部經軸銷固接于套管兩端，刀片Ⅰ和刀片Ⅱ為對稱結構，其中刀片Ⅰ的輪廓由拾拋面曲線MN、導風面橫截面曲線RQ、直線MS、曲線SET和直線TQ構成，且直線TQ的T點與曲線SET的T點重合，直線TQ的Q點與導風面橫截面曲線RQ的Q點重合，直線MS的S點與曲線SET的S點重合，拾拋面曲線MN的M點與直線MS的M點重合；采用本發明能在切割同時完成秸稈拋送，有效提高秸稈的撿凈度，還能解決切割刀片的磨損問題、減少機具的動力損失，且作業噪音小。
【專利說明】
一種打捆機撿拾切割刀
技術領域
[0001 ]本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種打捆機撿拾切割刀。【背景技術】
[0002]目前市場上針對于玉米等硬質秸桿的打捆機刀片多是采用秸桿粉碎還田機的刀片，這些刀片大致分為錘爪型、直刀型和甩刀型及其改進等。
[0003]錘爪型在定刀的配合下進行粉碎作業，它依靠高速旋轉實現秸桿的抓取。錘爪型刀片在轉動過程中的轉動慣量較大，加劇了機具的震動，導致機具平穩性下降，相比其它刀片風阻要大很多，動力消耗大，錘爪磨損比較嚴重。
[0004]直刀型在工作時，采用一組三片刀片對秸桿進行切削，增加了刀片的數量和整機的磨損，從而增加了粉碎成本，同時增加了刀片的數量也增加了刀片與秸桿的接觸面積，從而增加了功耗。
[0005]甩刀型及其改進型在作業時線速度比錘爪型稍低，在沒有定刀配合的情況下能夠進行粉碎作業。缺點是受制造材料和工藝的限制，現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，削弱刀片作業時對秸桿的切削能力，從而降低粉碎效果，這樣刀片的使用壽命非常有限。
[0006]這幾種刀型在設計時，主要考慮刀片粉碎秸桿功能，秸桿越細碎越好，存在重復切割現象，粉碎后秸桿直接拋向地面，對其拋送軌跡考慮不多，而秸桿撿拾打捆機在切碎秸桿的同時還要將秸桿撿拾干凈，并拋向成捆腔室進行打捆作業，因此，秸桿還田機刀片并不能直接適用，需要對其優化改進。
【發明內容】
[0007]為了克服其他秸桿粉碎還田刀在工作過程中，撿拾效果不好，拋扔秸桿回落，重復切割，動力消耗大，刀片磨損嚴重等缺點，本發明的目的在于提供一種撿拾凈度高、切碎效果好、拋送能力強、動力消耗小的一種打捆機撿拾切割刀。
[0008]本發明由軸銷1、套管2、刀片13和刀片114組成，其中刀片13和刀片n 4上部通孔經軸銷1固接于套管2兩端;套管2為空心圓柱體，圓柱體長L為:2.5cm<L彡3.5cm、外徑D為: 3 ? 5cm<D<4 ? 5cm、內徑d為:3cm<cK4cm;軸銷 1 為標準件，其直徑d為:2 ? 5cm<cK2 ? 9cm， 長度1為:13cm彡1彡15cm;刀片13和刀片II4為對稱結構，刀片13和刀片II4的整刀厚度均為 6mm;刀片13的輪廓由拾拋面曲線MN、導風面橫截面曲線RQ、直線MS、曲線SET和直線TQ構成， 且直線TQ的T點與曲線SET的T點重合，直線TQ的Q點與導風面橫截面曲線RQ的Q點重合，直線 MS的S點與曲線SET的S點重合，拾拋面曲線MN的M點與直線MS的M點重合;刀片II 4由拋拾面曲線mn、導風面橫截面曲線rq、直線ms、曲線set和直線tq構成，且直線tq的t點與曲線set的 t點重合，直線tq的q點與導風面橫截面曲線rq的q點重合，直線ms的s點與曲線set的s點重合，拾拋面曲線mn的m點與直線ms的m點重合;且直線MS和直線ms長均為160mm，直線TQ和直線tq長均為480mm。
[0009]所述的拾拋刃線MN的方程為:
[0010]ζ = -0.0072χ4+0.2514χ3-1.4529χ2-9.6921χ+16.06 (I)
[0011]z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (2)
[0012](I)式中:x的取值范圍為0彡X彡16，z的取值范圍為-56彡z彡47;
[0013](2)式中:y的取值范圍為-162彡y彡-300，z的取值范圍為-1彡z彡14;
[0014]所述的導風面橫截面曲線RQ的方程為:
[0015]y = 1.2546x2-0.8263x+5
[0016]式中:x的取值范圍為O彡X彡9，y的取值范圍為5彡y彡99;
[0017]所述的曲線SET為圓弧，圓弧角Φ為167°，半徑R為35mm;
[0018]所述的直線MS與圓弧SET相切于S點;所述的直線QT與圓弧SET相切于T點。
[0019]所述的拾拋刃線mn的方程為:
[0020]z = -0.0072x4-0.2514x3-l.4529x2+9.6921x+16.06 (3)
[0021]z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (4)
[0022](3)式中:x的取值范圍為-16彡X彡0，z的取值范圍為-56彡z彡47;
[0023](4)式中:y的取值范圍為-162彡y彡-300，z的取值范圍為-1彡z彡14;
[0024]所述導風面橫截面曲線rq的方程為:
[0025]y = 1.2546x2+0.8263x+5
[0026]式中:x的取值范圍為-9彡X彡0，y的取值范圍為5彡y彡99;
[0027]所述的曲線set為圓弧，圓弧角Φ為167°，半徑r為35mm;
[0028]所述的直線ms與圓弧set相切于s點;所述的直線qt與圓弧set相切于t點。
[0029]具有拾拋刃線MN(mn)的刀片，其優點是:刃線兩端與端面平滑過渡，消減刀片內部的殘余應力，刃線增加了刀片作用部位的寬度，有效延長刀片的使用壽命，有利于地面秸桿的撿拾，提高撿拾凈度，粉碎的秸桿沿著刃線曲線的切速度方向，被精確甩拋到打捆腔室內。
[0030]具有導風面橫截面曲線RQ(rq)的刀片其優點是:趨近螺旋槳葉片曲線的RQ和rq曲線，在撿拾秸桿時施加風送作用，增加風力輸送，可提高拋送秸桿能力，避免秸桿回落二次切割，減少動力消耗。
[0031]所述的刀片13由厚度為6mm的平刀沿TQ彎折形成，彎折角度Θ為5°?6°，折彎時從刀柄到導風面橫截面RQ為平滑過渡;刀片Π4由厚度為6mm的平刀沿tq彎折形成，彎折角度Θ為5°?6°，折彎時從刀柄到導風面橫截面rq為平滑過渡。
[0032]所述的刀片13和刀片Π 4均對稱開刃，其刃角δ為80°?85°，mr為刀片13兩條開口刃線中的一條，MR為刀片Π4兩條開口刃線中的一條。
[0033]所述的刀片1(3)和刀片Π(4)的材料為65Mn鋼;套管(2)的材料為聚四氟乙烯。
[0034]采用聚四氟乙烯(PTFE)材料的套管(2)有以下優點:四氟乙烯耐高溫，耐摩擦，有效減少刀片與套管之間的磨損，增加刀片壽命，可減少噪音污染，同時刀片13和刀片Π 4間的穩定間距，起到了良好的秸桿切碎效果;高速旋轉時刀片間產生向上的風送力，可保持穩定的風送風場，對刀片13和刀片Π4旋轉動平衡，保證作業間隙及實現作業功能起到至關重要的作用。
[0035]采用本發明能在切割同時完成秸桿拋送，有效提高秸桿的撿凈度，還能解決切割刀片的磨損問題、減少機具的動力損失，且作業噪音小。【附圖說明】
[0036]圖1為打捆機撿拾切割刀結構示意圖 [〇〇37]圖2為打捆機撿拾切割刀仰視圖 [〇〇38]圖3為打捆機撿拾切割刀正視圖 [〇〇39]圖4為刀片n側視圖 [〇〇4〇]圖5為刀片I側視圖 [0041 ]圖6為圖5中A-A截面視圖
[0042]圖7為圖5中B-B截面視圖[〇〇43]圖8為套管示意圖
[0044]圖9為刀片I刃線MN在XZ坐標示意圖
[0045]圖10為刀片II刃線mn在XZ坐標示意圖
[0046]圖11為刀片I和刀片II刃線MN和刃線mn在YZ坐標示意圖 [〇〇47]圖12為刀片I曲線RQ的散點擬合意圖[〇〇48]圖13為刀片II曲線rq的散點擬合意圖 [〇〇49]其中:1.軸銷2.套管3.刀片I 4.刀片II【具體實施方式】[〇〇5〇]下面結合附圖和實施例對本發明的結構和具體內容作進一步說明。[〇〇511如圖1所示，本發明由軸銷1、套管2、刀片13和刀片114組成，其中刀片13和刀片n 4 上部通孔經軸銷1固接于套管2兩端;套管2為空心圓柱體，圓柱體長L為:2.5cm<L<3.5cm、 外徑D為:3.5cm<D<4.5cm、內徑d為:3cm<cK4cm;軸銷1為標準件，其直徑d為:2.5cm<d 彡2.9cm，長度1為:13cm彡1彡15cm;刀片13和刀片II4為對稱結構，刀片13和刀片II4的整刀厚度均為6mm;刀片13的輪廓由拾拋面曲線麗、導風面橫截面曲線RQ、直線MS、曲線SET和直線TQ構成，且直線TQ的T點與曲線SET的T點重合，直線TQ的Q點與導風面橫截面曲線RQ的Q點重合，直線MS的S點與曲線SET的S點重合，拾拋面曲線麗的M點與直線MS的M點重合;刀片II 4 由拋拾面曲線mn、導風面橫截面曲線rq、直線ms、曲線set和直線tq構成，且直線tq的t點與曲線set的t點重合，直線tq的q點與導風面橫截面曲線rq的q點重合，直線ms的s點與曲線 set的s點重合，拾拋面曲線mn的m點與直線ms的m點重合;且直線MS和直線ms長均為160mm， 直線TQ和直線tq長均為480mm。[〇〇52]圖1為一種打捆機撿拾切割刀的結構示意圖，圖3通過仰視顯示了刀片的斷面結構，主要闡述一種具有導風作用的曲線RQ和rq，[〇〇53]所述的拾拋刃線MN的方程為:
[0054]z = -0.0072x4+0.2514x3-l.4529x2-9.6921x+16.06 (1)
[0055]z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (2)[〇〇56](1)式中:x的取值范圍為0彡x彡16，z的取值范圍為-56彡z彡47;[〇〇57](2)式中:y的取值范圍為-162彡y彡_300，z的取值范圍為-1彡z彡14;[〇〇58]所述的導風面橫截面曲線RQ的方程為:
[0059]y = 1.2546x2-0.8263x+5
[0060]式中:x的取值范圍為0彡x彡9，y的取值范圍為5彡y彡99;[〇〇61 ] 所述的曲線SET為圓弧，圓弧角巾為167°，半徑R為35mm;[〇〇62]所述的直線MS與圓弧SET相切于S點;所述的直線QT與圓弧SET相切于T點。[〇〇63]所述的拾拋刃線mn的方程為:
[0064] z = -0.0072x4-0.2514x3-l.4529x2+9.6921x+16.06 (3)
[0065] z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (4)[〇〇66](3)式中:x的取值范圍為-16彡x彡0，z的取值范圍為-56彡z彡47;
[0067](4)式中:y的取值范圍為-162彡y彡-300，z的取值范圍為-1彡z彡14;[〇〇68]所述導風面橫截面曲線rq的方程為:
[0069]y = 1.2546x2+0.8263x+5
[0070]式中:x的取值范圍為-9彡x彡0，y的取值范圍為5彡y彡99;
[0071]所述的曲線set為圓弧，圓弧角巾為167°，半徑r為35mm;
[0072]所述的直線ms與圓弧set相切于s點;所述的直線qt與圓弧set相切于t點。[〇〇73]圖2導風面曲線RQ(rq)與直升機螺旋槳葉片功能相似，在打捆機作業時，垂直刀片方向產生風送力，通過對稱刀片配合使用，加強秸桿的拋送效果，同時減小刀片直接作業于秸桿上的拾拋力，減少刀片作業區域所受磨損，延長刀片使用壽命。
[0074]圖4和圖5為刀片n和刀片I的側視圖，其刃端寬柄部窄的刀片結構在旋轉時增加動能，用較少的能耗就可達到相同的打碎撿拾效果，位于作業區域的刃線MN可以增加切碎力，提高秸桿撿拾拋送效果，刀片生產時，刀柄與刀身接觸處為一體折彎，折彎處為平滑過渡，無較強應力變化，保證了刀片的強度要求。
[0075]圖6和圖7分別為對拋拾面在刃線MN之間進行全剖面A-A和B-B，從剖面可看出刀片拾拋面刃線M點到N點剖面曲線彎曲程度越高，最后形成導風面橫截面曲線RQ(rq)。圖1中刃線麗和mn的長度近似等于秸桿在刀片上的滑移長度，更加利于秸桿的拋扔。[〇〇76]本發明的打捆機撿拾切割刀采用65Mn鋼鍛壓制成，分刀片13和刀片114,為一組安裝于同一刀座上，可使機具動平衡，其導風面相對指向內側，有利于形成穩定風場;24個刀座呈螺線形4組排布在工作幅寬為2000mm(3行)的機具刀輥上，每組6個刀座;刀輥為空心圓柱，其外徑R為100mm，內徑r為90mm，刀輥工作最低轉速約為1700r/min;機具應由80馬力以上拖拉機傳動進行玉米秸桿撿拾作業，進行多次測定，測得各項指標的結果為:秸桿總損失率0 ? 9 % (彡2 % )，打捆密度136 ? 8kg/m3 (彡 115kg/m3)，噸秸桿耗油量0 ? 65kg/t (彡0 ? 9kg/t)， 刀片平均壽命(MTTF)126h〇100h)，均超過國家標準的規定(括號內為國家行業標準要求的數值)。[〇〇77]與秸桿粉碎還田機的垂刀型刀片相比，本發明的打捆機撿拾切割刀刀片的風阻小，風場穩定，在高速旋轉時風力較大，能夠很好地起到風送作用，減少秸桿回落，節約機具動力消耗;刀具與秸桿接觸面積小，可降低刀片的磨損，延長其使用壽命;相比于直刀型刀片，本發明的打捆機撿拾切割刀刀片可減少換刀成本，切割粉碎效果較好，具有風送作用， 減少拾拋力；相比于甩刀型刀片，本發明的打捆機撿拾切割刀刀片增加切割拋拾作業幅寬約30%，減少刀片的磨損，延長其使用壽命，節約成本，刀片質量較小，刃線MN與刃線mn可使撿拋秸桿更流順，同時增加撿拾凈度和拋送精確度，能有效降低秸桿的撿拾損失率。
【主權項】
1.一種打捆機撿拾切割刀，其特征在于:由軸銷(I)、套管(2)、刀片I(3)和刀片Π (4)組成，其中刀片1(3)和刀片Π (4)上部通孔經軸銷(I)固接于套管(2)兩端;套管(2)為空心圓柱體，圓柱體長L為:2.5cm^；L^；3.5cm、外徑D為:3.5cm^；D^；4.5cm、內徑d為:3cm^icK4cm;軸銷(I)為標準件，其直徑d為:2.5cm彡d彡2.9cm，長度I為:13cm彡I彡15cm;刀片I(3)和刀片Π (4)為對稱結構，刀片1(3)和刀片Π (4)的整刀厚度均為6mm;刀片1(3)的輪廓由拾拋面曲線MN、導風面橫截面曲線RQ、直線MS、曲線SET和直線TQ構成，且直線TQ的T點與曲線SET的T點重合，直線TQ的Q點與導風面橫截面曲線RQ的Q點重合，直線MS的S點與曲線SET的S點重合，拾拋面曲線MN的M點與直線MS的M點重合;刀片Π (4)由拋拾面曲線mn、導風面橫截面曲線:rq、直線ms、曲線set和直線tq構成，且直線〖。的七點與曲線set的t點重合，直線tq的q點與導風面橫截面曲線:rq的q點重合，直線ms的s點與曲線set的s點重合，拾拋面曲線mn的m點與直線ms的m點重合;且直線MS和直線ms長均為160mm，直線TQ和直線tq長均為480mm。2.按權利要求1所述的打捆機撿拾切割刀，其特征在于:所述的拾拋刃線MN的方程為: z = -0.0072χ4+0.2514x3-1.4529x2_9.6921x+16.06 (I) z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (2) (1)式中:x的取值范圍為0彡X彡16，z的取值范圍為-56彡z彡47; (2)式中:y的取值范圍為-162彡y彡-300，z的取值范圍為-1彡z彡14; 所述的導風面橫截面曲線RQ的方程為: y=1.2546x2-0.8263x+5 式中:x的取值范圍為O彡X彡9，y的取值范圍為5彡y彡99; 所述的曲線SET為圓弧，圓弧角Φ為167°，半徑R為35mm; 所述的直線MS與圓弧SET相切于S點;所述的直線QT與圓弧SET相切于T點。3.按權利要求1所述的打捆機撿拾切割刀，其特征在于:所述的拾拋刃線mn的方程為: z = -0.0072x4-0.2514x3-1.4529x2+9.6921x+16.06 (3) z = -lE-08y4-lE-05y3-0.003y2-0.2336y (4) (3)式中:x的取值范圍為-16彡X彡0，z的取值范圍為-56彡z彡47; (4)式中:y的取值范圍為-162彡y彡-300，z的取值范圍為-1彡z彡14; 所述導風面橫截面曲線rq的方程為: y=1.2546x2+0.8263x+5 式中:x的取值范圍為_9<x<0，y的取值范圍為5<y<99; 所述的曲線set為圓弧，圓弧角Φ為167°，半徑r為35mm; 所述的直線ms與圓弧set相切于s點;所述的直線qt與圓弧set相切于t點。4.按權利要求1所述的打捆機撿拾切割刀，其特征在于:所述的刀片I(3)由厚度為6mm的平刀沿TQ彎折形成，彎折角度Θ為5°?6°，折彎時從刀柄到導風面橫截面RQ為平滑過渡；刀片Π (4)由厚度為6mm的平刀沿tq彎折形成，彎折角度Θ為5°?6°，折彎時從刀柄到導風面橫截面rq為平滑過渡。5.按權利要求1所述的打捆機撿拾切割刀，其特征在于:所述的刀片1(3)、刀片Π(4)均對稱開刃，其刃角S為80°?85°，mr為刀片1(3)兩條開口刃線中的一條，MR為刀片Π (4)兩條開口刃線中的一條。6.按權利要求1所述的打捆機撿拾切割刀，其特征在于:所述的刀片I(3)和刀片Π (4)的材料為65Mn鋼;套管(2)的材料為聚四氟乙烯。
【文檔編號】A01D89/00GK105960954SQ201610195270
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】袁洪方, 賈洪雷, 王佳旭, 郭明卓, 陳玉龍, 趙佳樂, 郭慧, 莊健, 齊江濤, 劉慧力, 叢永健
【申請人】吉林大學