Рыхлитель почвы

 

Изобретение относится к сел ьскому хозяйству и имеет целью повышения качества обработки почвы при снижении энергозатрат на ее проведение. Рыхлитель почвы содержит раму, на которой поярусно установлены рыхлящие рабочие органы. Рабочий орган нижнего яруса выполнен в виде зубчатой лапы с долотом и смещен в поперечном направлении относительно носка стрельчатой лапы верхнего яруса, таким образом , что расстояние в этом направлении между полевым обрезом лапы нижнего яруса и носком лапы верхнего яруса равноО.ЭН, где Н - расстояние по вертикали между носком стрельчатой лапы и лезвием долота. 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s А 01 В 49/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907499/15 (22) 04.02.91 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (71) Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации вельского хозяйства (72) Л.П.Прокоп цев, П.И.Прокопцев, Н.Н.Нагорный и Н.С.Левчук (56) Авторское свидетельство СССР

N 1132812, кл, А 01 В 49/02, 1983. (54) РЫХЛИТЕЛЬ ПОЧВЫ (57) Изобретение относится к селтьскому хозяйству и имеет целью повышения качества

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, и может быть использовано для обработки почв в районах, подверженных ветровой и водной эрозии, Цель изобретения — повышение качества обработки почвы и снижение энергозатрат.

Цель достигается тем, что рыхлитель почвы содержит раму, на которой поярусно установлены рыхлящие рабочие органы, причем задний расположен выше переднего и выполнен в виде стрельчатой плоскорежущей лапы, а рабочий орган нижнего выполнен в виде зубчатой лапы с долотом и смещен в поперечном направлении относительно носка лапы верхнего яруса таким образом, что расстояние в этом направлении между полевым обрезом лапы нижнего яруса и носком лапы верхнего яруса равно 0,9Н, где Н вЂ” расстояние по вертикали между носком стрельчатой лапы и лезвием долота

„„БЦ „„1806498 А1 обработки почвы при снижении энергозатрат на ее проведение. Рыхлитель почвы содержит раму, на которой поярусно установлены рыхлящие рабочие органы, Рабочий орган нижнего яруса выполнен в виде зубчатой лапы с долотом и смещен в поперечном направлении относительно носка стрельчатой лапы верхнего яруса таким образом, что расстояние в этом направлении между полевым обрезом лапы нижнего яруса и носком лапы верхнего яруса равно 0,9Н, где Н вЂ” расстояние по вертикали между носком стрельчатой лапы и лезвием долота. 2 ил. зубчатой лапы, расположенной со стороны ее полевого обреза.

Как уже отмечалось, установлено, что блокированное резание почвы требует существенно больших затрат энергии, чем полублокированное и свободное (на 20-30 и на

40-60 соответстBGHHo), Носок стрельчатой лапы всегда осуществляет блокированное резание, причем даже в том случае, когда с обеих сторон от лапы почва уже разрыхлена впереди идущими рабочими органами (лапами). Вызвано это-тем, что носок стрельчатой лапы внедряется в необработанную почву, которая со всех сторон блокирует его.

Как известно, резание почвы — процесс циклический, В начале цикла долото — режу.— щий элемент почвообрабатывающего орудия(долото, носок лапы) внедряется в почву и деформирует ее без образования стружки, затем подостижении предельных напряжений в зоне деформации происходит разрушение почвы и образование стружки.

При этом образуются так называемые линии

1806498 вертикали между носком стрельчатой лапы и лезвием долота зубчатой лапы, расположенной со стороны ее полевого обреза. Подставляя KeoK = 0,9, получим L = 0,9Н.

Такое расположение рабочих органов верхнего и нижнего ярусов позволяет добиться максимально возможного положительного эффекта. Объясняется это носка стрельчатой лапы равна Н, то глубина, на которой начинается линия скола, равна

Кбайт . Н, ГдЕ Кбс к — ОТНОШЕНИЕ ГЛубИНЫ, На которой начинаются линии скола, к полной следующим.

В процессе взаимодействия рабочих органов рыхлителя с почвой происходит ее скалывание. Проекции на поперечно-верти10 кальную плоскость линии скола от, носка стрельчатой лапы и ближайшего к ней долокоторыми "бесплатно пользуется" сзади и почвоуглубителями,.и с учетом принятого в сельскохозяйственной почвообрабатывающей технике угла резания, равного 25-30, выше идущая стрельчатая лапа; поскольку в этом случае ее носок при внедрении в почву

20 (e начале цикла разрушения) не расходует

Kepg = 0,87-0,92 энергию на образование начальной трещиНеобходимо отметить, что для острия ны (линии) скола в ненарушенном монолите носка стрельчатой лапы Кбок = 1, т.е. МОжйо считать,чтолинии скола начинаются непос- а развивает уже готовую, При этом эконоредственноотострия илиотучастка лезвия,. 25 мия энергии заявляемым рыхлителем в примыкающего к нему, Связано это с тем, сравнении-с йрототипом достигает 15-20%, что острие носка лезвия лемехов лапы ле- Кроме снижения энергозатрат, "разжит практически в одной режущей плоско- грузка" стрельчатых лап верхнего яруса имеет еще один положительный эффект. Расти. В общем случае стрельчатая лапа — это бочие органы предлагаемого рыхлителя

30 долото с увеличенной шириной.:захвата и имеют повышенный межремонтный срок службы. Это относится не только к зубчатым для крайних боковых точек лезвий лапы

Кбок принимает значения; близкие или равные значениям Kepg долота. Однако так как органам нижнего яруса (см.авт.св, 1535391) ширина захвата плоскорежущей лап обычно но и к стрельчатым лапам верхнего яруса на порядок больше, чем ширина долота, то для плоскорежущих стрельчатых лап Kep = 1, Полученные в результате проведенных мены лемехов стрельчатых лап является не их физически предельный износ, а затупление лезвий и образование на них затылочсравнительных полевых испытаний зубчаной фаски, вследствие чего той и стрельчатой лап поперечные профили

40 почвообрабатывающее оружие теряет усразрыхленных зон подтверждают правильтойчивость хода i по глубине. На твердых; неразрыхленных почвах процесс затупленость принятых значений Кбок.

Проекция линии скола на поперечновертикальную плоскость в общем случае нания протекает в несколько раз быстрее, чем клонена к горизонтальной плоскости под на мягких или предварительно разрыхленных; Очевидно, что предварительное частичное рыхление почвы перед стрельчатой лапой снижает ее износ в зави.45 углом . Для типичных условий работы рыхлителя у= 43-47О.

При конструировании почвообрабатысимости от типа почв на.5-20% вающих машин с достаточной точностью принимается Кбок = 0,90 и g 45 . Хотя значения этих параметров колеблются даже в

Необходимо также отметить, что зубча- . тые лапы рыхлителя единственные из всех

50 известные пассивных почвообрабатываюпределах одного гона, однако отклонения от щих рабочих органов, которые сохраняет заглубляющую способность вплоть до полного износа своих режущих элементов (долот). их среднестатических значений не превышают допустимых.

В заявляемом рыхлителе почвы каждая

Положительный эффект "избыточной" за55 зубчатая.лапа нижнего яруса установлена глубляемости зубчатых рабочих органов на раме таким образом, что расстояние в поперечном направлении между ее поле- полностью компенсирует негативное вывым обрезом и носком лапы верхнего яруса глубляющее воздействие затупленных в равно 1 = КбoK х Н, где Н вЂ” расстояние по процессе эксплуатации стрельчатых лап верхнего яруса и тем самым позволяет проскола (фиг.2), Установлено, что разрушение (рыхление).почвы по линиям скола энергетически наиболее выгодной способ обработки почвы.

Известно, что линии скола начинаются не непосредственно от боковых кромок лезвия долота, а несколько выше. Так как глубина хода лезвйя долота относительно глубине хода долота (Ветров Ю,A. Резание грунтов землеройными машинами, M.; Машиностроение, 1971).

Для переуплотненных почв, подлежащих обработке рыхлителями и плугами с

15 та зубчатой лапы совпадают, Иначе говоря, впереди и глубже идущая зубчатая лапа нижнего яруса инициирует трещины скола, 35 Общеизвестно, что основной причиной за1806498. длить межремонтный срок из службы без дополнительных капитальных затрат.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый рыхлитель почвы отличается тем, рабочий орган нижнего яруса смещен в поперечном направлении относительно носка лапы верхнего яруса и выполнен в виду зубчатой лапы с долотом, а расстояние в поперечном направлении между полевым обрезом лапы нижнего яруса и носком лапы верхнего яруса равно 0,9Н, где Н, — расстояние по вертикали между носком стрельчатой лапы и лезвием долота зубчатой лапы, расположен-. ной со стороны ее полевого обреза, Таким образом, заявляемый рыхлитель почвы соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техни-. ческими решениями в данной области тех. ники, не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет. сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".. На фиг,1 представлена рама заявляемого рыхлителя почвы с установленными на ней двумя стрельчатыми лапами верхнего . яруса и-двумя зубчатыми лапами нижнего яруса; на фиг,2 — схема деблокирования носка стрельчатой лапы зубчатой лапой нижнего яруса.

Рыхлитель содержит раму 1, две сим- метричные стрельчатые лапы 2 верхнего яруса 2 и рабочие органы нижнего яруса, 3 выполненные в виде зубчатых лап 3, каждая из которых содержит по три долота 4, Рабочие органы верхнего и нижнего ярусов рыхлителя крепятся на раме с помощью стоек и имеют равную технологическую ширину захвата.

Первым по ходу установлен рабочий орган нижнего яруса — зубчатая лапа. Сзади и сбоку установлена стрельчатая лапа верхнего.яруса. Вторая зубчатая лапа расположена практически ей в,затылок.. но ниже на высоту Н.

10 .той лапы составляет 185 мм.

Согласно приведенным выше данным

20 образом

25 почвы толщиной 20 см, формируя мелко.гребнистое противоводоэрозионное, не уп30

40 .тавленной при предыдущем проходе рыхлителя последней (по ходу) стрельчатой двухьярусной отвальной обработке почвы..

45 При взаимодействии боковых кромок лезвий долот зубчатой лапы с почвой обра- зуются линии скола, наклоненные под углом

45 к дневной поверхности. Для тех типов почв, на которых проходил испытания заяв50 ляемый рыхлитель, линии сМола брали нача ло на,высоте 2 см от линии резания

В целях унификации с выпускаемыми почвообрабатывающими машинами рама заявляемого рыхлителя почвы. заимствована у серийного ярусного плуга ПНЯ-4-42, В общем случае в зависимости от энергосредства, на которое навешивается рыхлитель, рама может изменяться. Однако, поскольку на новизну заявляемого технического решения это обстоятельство не влияет, то и не рассматривается в данной заявке. Отметим только, что верхние и нижние рабочие органы предлагаемого рыхлителя в нашем конкретном случае были выполнены как сменные рабочие органы к плугу ПНЯ-4-42.

Разность по высоте Н между лезвием долота 4, расположенного со стороны полеeorî обреза зубчатой лапы нижнего яруса, и носком сзади идущей стрельчатой лапы равно 200 мм, а расстояние в поперечном направлении L между этим долотом (полевым оЦрезом зубчатой. лапы) и носком стрельчаоптимальное значение расстояния между соответствующими лапами L = 0,9 Н или

1 = 09 х 200 = 180 (мм), 185-180 = 5 (мм).

Таким образом, ошибка составила менее 3 Д от теоретического значения L. Существенность ее влияния при испытаниях рыхлителя не выявлена.

Рыхлитель почвы работает следующим

Стрельчатые лапы верхнего яруса под-, резают корни сорных растений и рыхлят верхний слой почвы на глубину до 20 см

Зубчатые лапы рыхлят подпахотный слой лотненное дно борозды (см.фиг.2), Как видно из фиг.1, впереди идущая стрельчатая лапа рыхлит верхний слой почвы, поэтому сзади идущий рабочий орган нижнего яруса рыхлит только нижний слой.

Это обстоятельство позволяет существенно сократить тяговое сопротивление предлагаемого рыхлителя, Расположенный по ходу первый рабочий орган нижнего яруса вынужден рыхлить почву на всю глубину обработки только при прокладке первой борозды на необработанном поле, В остальных случаях он движется в полуборозде, ослапой. верхнего .яруса. Этот принцип используется в базовом плуге. ПНЯ-4-42 и при лезвиями долот, что составляет 0,1 х L, где

L— = 20 см.

В процессе работы рыхлителя траектория движения носков стрельчатых лап постоянно пересекает линии скола, инициируемые долотами зубчатых лап. Установлено, что увеличение расстояния L более чем на 10;,ь вызывает, скачкообразное повышение тягового сопротивления рыхли1806498 теля. Уменьшение этого расстояния приводит к неоправданному уменьшению общей ширины захвата рыхлителя вследствие нерациональной величины перекрытия рабочих органов как нижнего, .так и верхнего яруса, либо к увеличению его тягового сопротивления вследствие того, что зубчатая лапа нижнего яруса выходит из энергетической тени впереди идущей стрельчатой лапы верхнего яруса. Причем во втором случае расход энергии намного больше, чем в первом, так как уменьшается положительное влияние эффекта послойной обработки почвы и рабочие органы нижнего яруса вынуждены рыхлить почву частично на всю глубину хода всего рыхлителя.

Проведение испытаний заявляемого рыхлителя на переуплотненных, подверженных ветровой и водной эрозии почвах показало по сравнению с прототипом его высокую эффективность, технологическую надежность и простоту в обслуживании..

Формула изобретения

Рыхлитель почвы, содержащий раму и

5 поярусно установленные на ней рыхлящие. рабочие органы, из которых задний расположен выше переднего и вбполнен в виде стрельчатой плоскорежущей лапы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

10 качества обработки почвы и снижения энергозатрат, рабочий орган нижнего яруса смещен в . поперечном направлении относительно носка лапы верхнего яруса и.: . выполнен в виде зубчатой лапы с долотом, а

15 расстояние в поперечном направлении между полевым обрезом ланы нижнего яруса и носком лапы верхнего яруса равно 0,9

Н, где"Н вЂ” расстояние по вертикали между. носком стрельчатой лапы и лезвием долота

20 зубчатой лапы, расположенной со стороны ее полевого обреза.

1806498

Составитель Л.Прокопцев

Техред М.Моргентал .Корректор М.Максимишинец

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1332 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5