农田开沟机刀盘装置.pdf

1、(10)授权公告号 CN 101278610 B (45)授权公告日 2011.05.04 CN 101278610 B *CN101278610B* (21)申请号 200810123615.8 (22)申请日 2008.05.26 A01B 33/14(2006.01) (73)专利权人 葛玉明 地址 225600 江苏省高邮市文游北路 9 号高 邮市平安开购机厂 (72)发明人 葛玉明 葛伟岸 (74)专利代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 程化铭 (54) 发明名称 农田开沟机刀盘装置 (57) 摘要 本发明公开了一种农田开沟机刀盘装置， 包 括刀盘轴和刀盘， 其特征是

2、： 刀盘轴在与刀盘轴 孔配合的区段由内向外分为刀盘装配段和刀盘定 位段两部分， 刀盘装配段为圆柱体或截顶圆锥体， 刀盘定位段为棱柱体 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和 刀盘定位段相对应， 刀盘轴孔分为刀盘装配孔和 刀盘定位孔， 刀盘装配孔为内圆柱孔或内截顶圆 锥体孔， 刀盘定位孔为内棱柱孔。本发明解决了 现有技术长期存在的单键和花键刀盘装置拆卸费 力、 刀盘会装反不好使用和易损坏的缺点。 本发明 结构简单， 易于加工， 拆卸装配方便快捷可靠。 (51)Int.Cl. 审查员 程新萍 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 CN 101

3、278610 B1/1 页 2 1. 一种农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴 (1) 和刀盘 (2)， 其特征是 ： 刀盘轴在与刀盘 轴孔配合的区段 (3) 由内向外分为刀盘装配段 (4) 和刀盘定位段 (5) 两部分， 刀盘装配段 (4) 为圆柱体， 刀盘定位段 (5) 为棱柱体 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应， 刀 盘轴孔分为刀盘装配孔 (7) 和刀盘定位孔 (8)， 刀盘装配孔为内圆柱孔， 刀盘定位孔为内棱 柱孔。 2. 一种农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴 (1) 和刀盘 (2)， 其特征是 ： 刀盘轴在与刀盘 轴孔配合的区段 (3) 由内向外分为刀盘装配段 (4) 和刀盘定

4、位段 (5) 两部分 ； 刀盘装配段 (4) 由内向外分为截顶圆锥体段 (9) 和圆柱体段 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相 对应， 刀盘轴孔分为刀盘装配孔和刀盘定位孔， 刀盘轴孔的刀盘装配孔相应地依次分为内 截顶圆锥体孔 (10) 和内圆柱孔 ； 刀盘定位段 (5) 为棱柱体， 刀盘定位孔为内棱柱孔。 3. 根据权利要求 2 所述的农田开沟机刀盘装置， 其特征是 ： 所述的截顶圆锥体段 (9) 和内截顶圆锥体孔 (10) 的锥度为 1 5 1 3。 4. 一种农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴 (1) 和刀盘 (2)， 其特征是 ： 刀盘轴在与刀盘 轴孔配合的区段 (3) 由内向外分为刀

5、盘装配段 (4) 和刀盘定位段 (5) 两部分， 刀盘装配段 (4) 为截顶圆锥体， 刀盘定位段 (5) 为棱柱体 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对 应， 刀盘轴孔分为刀盘装配孔 (7) 和刀盘定位孔 (8)， 刀盘装配孔为内截顶圆锥体孔， 刀盘 定位孔为内棱柱孔。 5. 一种农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴 (1) 和刀盘 (2)， 其特征是 ： 刀盘轴在与刀盘 轴孔配合的区段 (3) 由内向外分为刀盘装配段 (4) 和刀盘定位段 (5) 两部分， 刀盘装配段 (4) 为圆柱体， 刀盘定位段 (5) 为螺纹柱 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应， 刀 盘轴孔分为刀盘装配孔 (

6、7) 和刀盘定位孔 (8)， 刀盘装配孔为内圆柱孔， 刀盘定位孔为内螺 纹孔。 6. 根据权利要求 5 所述农田开沟机刀盘装置， 其特征是 ： 所述刀盘定位段 (5) 与刀盘 定位孔 (8) 的螺纹旋紧方向与刀盘工作时的旋转方向的逆方向同向。 7. 根据权利要求 5 所述的农田开沟机刀盘装置， 其特征是 ： 所述刀盘轴的定位段 (5) 设有螺孔(11)， 在刀盘定位孔上对应位置开设销轴孔(12) ； 销轴穿过销轴孔(12)螺紧在螺 孔 (11) 上， 以固定刀盘。 权 利 要 求 书 CN 101278610 B1/4 页 3 农田开沟机刀盘装置 技术领域 0001 本发明属于农业机械领域的农

7、田开沟机， 具体说涉及一种农田开沟机的刀盘装 置。 背景技术 0002 中国实用新型专利 农田开沟机 ( 授权公告号 ： CN2375068Y， 专利号 ： 99228497) 公开了一种单悬臂式农田开沟机， 现已得到广泛的应用。 由于是一种与手扶拖拉机配套、 设 置于拖拉机头前部的开沟机。 开沟时， 开沟机的刀盘要降入土中一定深度， 因此手扶拖拉机 前部要向下倾斜， 但如果倾斜度过大， 不利于卧式柴油机的润滑油供及和使冷却水外溢， 使 用者也不便于操作。为了降低使用者升降开沟机的劳动强度， 保证柴油机的正常运转， 因 此， 在非开沟工作状态时， 开沟机的刀盘离地不宜高。由于这个原因， 开沟机

8、在开沟结束转 移田块行走时， 用户要常常拆下刀盘以便越过较高田埂或上桥、 下坡。 现有开沟机的刀盘轴 与刀盘上的孔的配合是用一个普通单键或花键来传递扭矩的， 这种结构存在如下缺点 ： 1、 虽然较双悬臂开沟机来讲这种单悬臂开沟机的刀盘拆装已经较为方便， 但是刀盘从刀盘轴 上拆卸下来仍较为困难。 无论是单个键还是花键， 刀盘轴上的键槽一般用铣刀加工， 键槽的 表面比较毛糙， 键槽与轴的平行度和槽宽的精度也较低。 又因为刀盘是在泥水中转动， 配合 间隙处极易生锈和进入泥土杂质， 这些不利因素的叠加， 使刀盘在工作一段时间后就难以 从刀盘轴上拆卸。 在需要跨越较高圩埂、 洼地时， 农民仍然只好将整台

9、开沟机从拖拉机上拆 下， 费时费力。开沟时期正是农忙季节， 如何使刀盘拆卸比较方便快捷， 是广大用户亟盼解 决的现实问题。2、 刀盘易装反方向。现有技术的轴与轴孔的配合区段内的径向尺寸和形状 是一致的， 刀盘上的孔无论正反都可以装配， 在农忙时的匆忙中很容易造成反向装配的失 误， 如果刀盘装反了， 就会造成刀的背面与土壤切削使负荷很大以至无法开沟的问题。 3、 可 靠性差。 第一， 单键轴的键槽如果间隙大易损坏 ； 第二， 单键轴要有一个键， 并且和花键轴一 样同时还需要一个平垫压在刀盘的外边， 这两个零件体积都很小， 掉落到地面后与泥土混 杂， 容易在田间拆、 装过程中遗失， 影响使用而贻误

10、农时。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是， 克服现有技术存在的技术缺陷， 提供一种刀盘方 便拆卸、 装配时不会装反、 可靠性好的农田开沟机刀盘装置。 0004 本发明的技术方案之一是 ： 农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴和刀盘， 刀盘轴在与 刀盘轴孔配合的区段， 由内向外分为刀盘装配段和传递扭矩的刀盘定位段两部分， 刀盘装 配段为圆柱体， 刀盘定位段为棱柱体 ； 与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应， 刀盘轴 孔也分为刀盘装配孔和刀盘定位孔， 刀盘装配孔为内圆柱孔， 刀盘定位孔为内棱柱孔。 0005 本发明技术方案之二是技术方案之一的优化设计， 刀盘轴的刀盘装配段由内向外 分为

11、截顶圆锥体(即圆台体)段和圆柱体段 ； 与此相对应， 刀盘轴孔的刀盘装配孔也相应地 依次分为内截顶圆锥体孔和内圆柱孔。这样的结构更有利于刀盘的拆卸。 说 明 书 CN 101278610 B2/4 页 4 0006 所述截顶圆锥体段和内截顶圆锥体孔的锥度为 1 5 1 3。 0007 还可以衍生出将刀盘轴的整个刀盘装配段车成截顶圆锥体的结构方案， 刀盘轴孔 的刀盘装配孔也为相应的内截顶圆锥体孔。这种方案更方便刀盘与轴的拆卸、 装配， 也有 利于提高刀盘与轴装配的同心度、 垂直度。所述刀盘装配段和刀盘定位段长度之比为 3 4 1。 0008 本发明的技术方案之三是 ： 农田开沟机刀盘装置， 所述

12、刀盘定位段为螺纹柱， 刀盘 定位孔与之相对应为内螺纹孔。 刀盘定位段与刀盘定位孔的螺纹旋紧方向与刀盘工作时的 旋转方向的逆方向同向。 即刀盘工作时， 刀盘的转动会使得刀盘与刀盘轴的装配越旋越紧。 所述刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段长度之比为 1 2 3。可以在刀盘轴的定位段 5 开设螺孔 11， 在刀盘定位孔上对应位置开设销轴孔 12 ； 销轴穿过销轴孔 (12) 螺紧在螺孔 11 上， 以固定刀盘。 0009 本发明解决了现有技术长期存在的单键和花键刀盘装置拆卸费力、 刀盘会装反不 好使用和易损坏的缺点。本发明结构简单， 易于加工， 拆卸装配极为方便、 快捷、 可靠。 附图说明 0010 图

13、 1、 为本发明的第一种技术方案的刀盘轴示意图 ； 0011 图 2、 为本发明的第一种技术方案的刀盘轴孔示意图， 孔的形状与图 1 刀盘轴的结 构形状相对应 ； 0012 图 3、 为图 2 的左视图 ； 0013 图 4、 为本发明第二种技术方案的刀盘轴结构示意图， 刀盘轴装配段的内侧一小段 是截顶圆锥体 ； 0014 图 5、 为与图 4 刀盘轴相对应的刀盘轴孔的结构示意图 ； 0015 图 6、 为刀盘轴的刀盘装配段全长是截顶圆锥体的刀盘轴结构示意图 ； 0016 图 7、 为与图 6 刀盘轴相对应的刀盘轴孔的结构示意图 ； 0017 图 8、 为刀盘轴的 ( 刀盘定位段为六棱柱 )

14、的右视图 ； 0018 图 9、 为刀盘轴的 ( 刀盘定位段为三棱柱 ) 的右视图 ； 0019 图 10、 为刀盘轴的 ( 定位段为鼓形断面棱柱 ) 的右视图 ； 0020 图 11、 为刀盘轴与刀盘的装配关系示意图 ( 刀盘定位段为螺纹柱， 刀盘定位孔为 内螺纹孔 ) ； 0021 图 12、 为从图 11 中分解出来的刀盘轴的结构示意图。 0022 图 13、 为从图 11 中分解出来的刀盘轴孔的结构示意图。 具体实施方式 0023 现结合实施例对本发明作进一步详细说明。 0024 实施例 1 如图 1、 2 和 3 所示。农田开沟机刀盘装置， 包括刀盘轴 1 和刀盘 2， 刀盘 轴在与

15、刀盘轴孔配合的区段 3 由内向外分为刀盘装配段 4 和刀盘定位段 5 两部分， 最外端 为螺杆段 6。刀盘装配段和刀盘定位段长度之比为 4 1。刀盘定位段为四棱柱体 ； 与刀 盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应， 刀盘轴孔也分为刀盘装配孔 7 和刀盘定位孔 8 两 段， 刀盘装配孔为内圆柱孔， 刀盘定位孔为内四棱柱孔。相互之间的偶合间隙较大， 以方便 说 明 书 CN 101278610 B3/4 页 5 拆、 装。由于有棱形柱定向特征的限制， 使刀盘总能正确的装配。装配时， 将刀盘的轴孔装 配到刀盘装配段 4 和刀盘定位段 5， 然后在刀盘轴的螺杆段旋上螺母， 螺母拧紧后即可固定 刀盘。图

16、8 中的刀盘轴也可以不设螺杆段 6， 在刀盘轴的外端开螺孔 10， 用垫片和带螺帽的 螺栓来固定刀盘。 0025 图4是第一种结构的优化技术方案， 其特征在于 ： 刀盘装配段4的最内侧(图中左 段 ) 是一小段截顶圆锥体 9， 截顶圆锥体的锥度 (K 值 ) 取 1 5， 截顶圆锥体的长度 3 6 毫米 ； 刀盘装配段 4 的其余部分为圆柱体。图 5 是与图 4 相对应的刀盘轴孔的结构形状， 图 中， 10 是内截顶圆锥体孔。刀盘轴与刀盘轴孔的定位结构见图 3、 图 8、 图 9、 图 10 ； 可以是 六角形截面， 也可以是三角形或其它形状的截面， 刀盘轴孔的刀盘定位孔也制出相偶合的 形状与

17、配合尺寸。 0026 图 11 给出了第三种技术方案的实施例， 这是为了实现同一个目的 ( 便于拆装、 防 止装反 ) 并且也具有相同思路的技术方案。图 11 中包括刀盘轴 1 和刀盘 2 组成的刀盘装 置。 图12是根据图11中分解画出的刀盘轴1示意图， 刀盘轴在与刀盘轴孔配合的区段3由 内向外分为刀盘装配段 4 和刀盘定位段 5 两部分， 最外端为螺杆段 6， 刀盘的刀盘定位段 5 为大螺距梯形螺牙的螺纹柱。刀盘装配段 4 与刀盘定位段 5 的长度之比为 1 1 2。图 13是从图11中分解出的刀盘轴孔结构示意图， 图中， 刀盘轴孔中的刀盘装配孔7为圆柱形， 刀盘定位孔 8 为大螺距梯形螺

18、牙的内螺纹孔。刀盘定位段 5 与刀盘定位孔 8 的旋紧方向与 刀盘工作时的旋转方向的逆方向同向。即刀盘工作时， 刀盘的转动只会使得刀盘与刀盘轴 的装配旋紧而不会松脱， 但为防止过于旋紧， 可采用双螺纹等大螺距。 0027 本发明首先解决了现有技术长期存在的刀盘不方便拆装的问题。 0028 开沟机刀盘不方便拆卸的问题之所以长期以来一直没有解决， 主要是没有认识到 开沟机这种农业机械使用时所具有的独特性和其作业工况差的特殊性， 不能用常规的设计 思路和普通的机械结构能够解决。其原因在于 ： 第一， 键槽和键的两侧壁毛糙。由于受农机 低成本的限制， 刀盘轴上的键和槽一般用铣刀加工， 不可能采用精磨工

19、艺， 花键和键槽的两 侧壁表面比较毛糙， 刀盘轴套孔键槽与轴的轴向平行度差， 轴上花键的各个键之间的角度 分布不精确， 这就从根本上产生了拆装阻力大的原因 ； 第二， 由于刀盘负荷大， 对刀盘装配 的同心度、 垂直度要求高， 所以配合间隙也不宜过松， 又无法用润滑油之类方法加以保护 ； 第三， 工况恶劣。由于是裸露的部件， 直接与泥水接触， 极易生锈和进入杂质。第四， 农民在 田间开沟条件简陋又缺少拆卸的专用工具， 这些不利因素的叠加所以使刀盘的拆、 装困难。 对于这些开沟机刀盘装置上所存在的特殊的因素所造成的问题， 无法用常规机械上的技术 方案去解决。 0029 本发明不采用常规的键与键槽的

20、结构来传递扭矩， 回避了轴上的花键和轴孔内键 槽粗糙以及角度不精确分布， 轴向平行度差而使刀盘装配、 拆卸时轴向摩擦阻力大的缺陷。 将装配段和传递扭矩的功能分成两段来处理。 刀盘轴与刀盘轴孔装配段的配合的主体部分 是圆形， 而圆形轴与轴孔的加工可以采用车、 磨简单工艺就能得到比较高的尺寸精度和比 较低的表面粗糙度， 公差容易保证， 因此可以使刀盘轴与刀盘轴孔在批量生产条件下有一 个稳定的配合间隙， 又没有键和键槽平行度差、 花键轴角度不精确的问题， 杜绝了过紧配合 现象的产生， 使刀盘轴与轴孔的轴向拆装阻力减小， 便于装配、 拆卸。 技术方案之一中， 因为 轴向长度比较短的刀盘定位段 5 的主

21、要作用仅是传递扭矩， 不承担保证刀盘与轴的同心度 说 明 书 CN 101278610 B4/4 页 6 和垂直度的功能， 所以配合间隙可以适当放大， 本实施例中的间隙为 1 2 毫米， 这样大的 间隙使刀盘 2 在轴 1 上有 3 5 度的扭转角度。这种实施例经多次长时间在田间开沟的秘 密实践证明， 刀盘拆卸时， 松开螺母， 只要手抓住刀盘的外圆， 利用定位段配合间隙较大， 有 一个自由扭转角的条件， 采用反复扭转的方法就可以使刀盘与轴松动， 配合一定的向外拉 力， 即可将刀盘向外移动， 当刀盘向外拉出一小段距离， 脱离长度在89毫米刀盘定位段5 后， 还可以采用较大幅度反复扭转刀盘的方法将

22、刀盘卸下， 不需要拉抓等专用拆卸工具， 所 以使刀盘的拆卸与装配比较方便。 0030 图4、 图5是第二种技术方案实施例的结构示意图， 在本实施例图4中， 轴与轴孔装 配段内侧的一小段 ( 长 5 毫米左右 ) 有一个 1 5 锥度的截顶圆锥体 9， 其余的圆柱形的装 配段配合间隙放大到 0.2 毫米左右， 因为刀盘轴截顶圆锥体 9 与刀盘轴孔内截顶圆锥体孔 10 有自动找正的特性， 即使配合间隙大， 也不影响刀盘在刀盘轴上装配的同心度与垂直度。 图6中装配段4全长为截顶圆锥体状， 其拆装更为方便， 刀盘在刀盘轴上装配的同心度与垂 直度也更好。 0031 图 11 是技术方案之三的实施例示意图

23、， 其要点也是将刀盘与轴孔的配合分为装 配段和定位段两个功能段， 不同于技术方案一和技术方案二的是 ： 刀盘定位段 5 采用螺牙 以传递扭矩， 图 12 是从图 11 中分解出来的刀盘轴的结构示意图， 图中刀盘定位段 5 为梯形 螺牙的螺纹柱， 图 13 中刀盘轴孔的结构形状与图 12 刀盘轴的结构形状相对应。装配时只 要旋转刀盘即可上紧， 开沟时刀盘只会旋紧， 不会从轴上松动滑脱。还可在螺杆 6 上另加一 个普通螺母加以锁定， 使安全性提高。 也可以在刀盘轴的定位段5开设螺孔11， 在刀盘定位 孔上对应位置开设销轴孔 12 ； 销轴穿过销轴孔 (12) 螺紧在螺孔 11 上， 以固定刀盘。此

24、时 可以将刀盘轴最外端的螺杆 6 省略掉。拆卸时只要发动机熄火， 抓住刀盘外圆反向转动， 即 可轻松卸下刀盘。 0032 本发明首先解决了现有技术长期存在的单键和花键刀盘装置拆卸费力的重要问 题。由于现有技术的开沟机是一种单悬臂式结构， 其设计的初衷就是为了使刀盘具有可拆 卸的条件， 以方便装配、 运输和使用， 但因为刀盘轴与刀盘轴套的结构特征不适应其特殊需 要， 使得刀盘从刀盘轴上拆卸仍较为困难。 本发明的技术方案解决了这一难题， 充分发挥出 了单悬臂式结构的优势。其次还由于刀盘轴以及轴孔是成阶梯形状变化的结构， 刀盘只能 定向装配， 彻底消除了刀盘会装反不好使用和易损坏的缺点。 第三， 取

25、消了单键轴方案所需 要的一个小键， 也不需要单键轴与花键轴都需要的压紧刀盘的平垫， 也就不存在因为这些 小零件遗失而影响使用的问题。第四， 多边形的结构抗扭强度好， 不容易损坏， 使可靠性显 著提高。 第五， 刀盘轴孔外侧的定位段的多边形棱柱孔可以用简单的冲裁工艺完成， 节约了 成本。 说 明 书 CN 101278610 B1/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 101278610 B2/4 页 8 图 8 说 明 书 附 图 CN 101278610 B3/4 页 9 图 9图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 101278610 B4/4 页 10 说 明 书 附 图