农用扭簧式田间除草作业执行构件

　　该弹性构件主要适配小型手扶式田间除草机具，也可挂载于多行中耕除草设备的单组作业单元末端，直接作用于作物垄间表层土壤，在机具行进过程中完成杂草挑除、表层土松动的作业动作，相比传统刚性锄齿，弹性结构可在遇到土壤中石块、作物残留粗根时产生自适应形变，避免构件刚性弯折断裂，同时减少对作物主根的误伤，适配蔬菜、旱地粮油作物苗期的垄间除草工况，作业深度可通过挂载架调整在10-35mm区间，不会扰动作物根系所在的深层土层。从结构设计逻辑来看，该构件采用圆柱螺旋扭转弹簧作为力输出核心，螺旋段采用等节距密圈设计，圈间预留0.1mm的装配间隙，避免受力形变时圈间摩擦磨损，工作臂采用直线型延伸设计，末端做15°斜切处理，入土时可形成滑切角，

　　减少土壤切入阻力，挂接端采用弯钩式结构，可直接卡入机具挂载座的定位销内，无需额外紧固件即可完成快速拆装，更换单个构件的作业时间不超过30秒，适配农忙时节的快速维保需求。外形尺寸方面，螺旋段中径为12mm，有效圈数为6圈，工作臂有效长度为115mm，挂接弯钩的开口尺寸为4.2mm，适配挂载座上直径4mm的定位销轴，安装时螺旋段与挂载座的定位面预留2mm轴向间隙，保证扭转作业时螺旋段可自由转动不卡滞，工作臂的初始安装角度与水平地面呈42°夹角，入土后受土壤阻力产生12°-18°的扭转形变，此时弹簧输出的扭矩稳定在0.8N·m-1.2N·m区间，既可以保证挑除2mm直径以下杂草根系的作用力，又不会因刚度过大切入过深扰动作物根系。

　　材质选用65Mn弹簧钢，整体经过淬火加中温回火处理，表面硬度达到HRC42-47，兼顾弹性极限与疲劳强度，工作臂表面做喷丸强化处理，可减少田间砂石摩擦造成的表面应力集中，正常作业工况下的疲劳寿命不低于800作业小时，可覆盖一个完整的作物生长季除草作业需求。在实际田间作业场景中，该构件的作业线速度适配机具1.2-2.5km/h的行进速度，当行进速度超过3km/h时，工作臂的形变量会超出设计阈值，长期过载会导致弹簧扭矩衰减，因此在结构设计时特意将挂接弯钩的根部做了R2的圆角过渡，避免应力集中造成的弯钩断裂，同时螺旋段的两端做了并圈磨平处理，保证与挂载座端面的接触面积均匀，受力时不会出现偏载。针对不同土壤质地的作业需求，

　　可通过调整螺旋段的有效圈数适配不同的刚度需求，沙质土壤作业时可减少1圈有效圈数提升刚度，避免工作臂入土过深；黏重土壤作业时可增加1圈有效圈数降低刚度，减少作业时的土壤拖拽阻力，该构件的接口尺寸与市面上多数小型中耕除草机具的挂载位通用，无需对原有设备做结构改造即可直接替换安装。