Почвообрабатывающий рабочий орган

 

Использование: в почвообрабатывающих машинах, в частности в рабочих органах для обработки паров и междурядий пропашных культур. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку и плоскорежущую лапу с лезвием на фронтальной части. Лезвие на фронтальной части плоскорежущей лапы выполнено в виде последовательного ряда объемных элементов, образованных пересечениями фронтальной и задней цилиндрическими поверхностями с направляющей кривой, выполненной на логарифмической спирали, и частью конической поверхности, направленной выпуклостью в сторону грани лапы. Наклонная режущая кромка на фронтальной части цилиндрической поверхности выполнена с утонением в сторону последующего объемного элемента, установленного с перекрытием к предыдущему. 6 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к рабочим органам для обработки почвы и ухода за растениями.

Известен почвообрабатывающий рабочий орган, включающий стойку и стрельчатую лапу со ступенчато расположенными в каждом крыле лезвиями, в котором, с целью уменьшения разброса почвы и обволакивания лапы растительными остатками, кромки лезвий ступеней каждого крыла стрельчатой лапы расположены к продольной оси рабочего органа под различными углами, последовательно уменьшающимися к концу крыла, причем величина минимального угла не превышает 90°-γ где g угол трения почвы по материалу лезвия [1] К недостаткам описанного почвообрабатывающего рабочего органа относится низкое качество подрезания. Ступенчатые лезвия на крыльях лапы способствуют лишь сходу нависших сорняков с режущих кромок стрельчатой лапы. Корни многолетних сорняков, в частности корнеотпрысковых, стрельчатыми лапами вытягиваются и без механических повреждений соскальзывают с них и остаются в почве.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекты по совокупности признаков является почвообрабатывающий рабочий орган, включающий стойку и рыхлительную лапу с режущим лезвием, имеющим выступы и вырезы, выполненные по логарифмическим кривым, в котором, с целью повышения качества крошения почвы и просеиваемости эрозионно-опасных частиц на дно борозды, крошащая часть поверхности лапы по ширине захвата выполнена в виде косинусоиды с положительной выпуклостью кривизны вверх против выступов лезвия и отрицательной против вырезов лезвия, при этом лобовая поверхность лапы против выступов выполнена в виде двух плавно сопряженных знакопеременных логарифмических кривых, одна из которых расположена в режущей части и имеет выпуклость в сторону нижней части лапы, а лобовая поверхность лапы против вырезов выполнена плоской [2] Этот рабочий орган нами принят за прототип.

К недостаткам данного устройства относятся низкое качество подрезания сорняков, в частности при обработке паров и почвы в междурядьях, повышенное тяговое сопротивление и сложность конструкции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, повышение эффективности подрезания сорняков и крошения почвенного пласта.

Технический результат снижение энергозатрат и повышение степени сохранения структуры почвы и запасов влаги в горизонте пахотного слоя.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, включающем стойку и плоскорежущую лапу с лезвием на фронтальной части, лезвие на фронтальной части плоскорежущей лапы выполнено в виде последовательного ряда объемных элементов, образованных пересечениями фронтальной и задней цилиндрическими поверхностями к направляющей кривой, выполненной по логарифмической спирали, и частью конической поверхности, направленной выпуклостью в сторону нижней грани лапы, при этом наклонная режущая кромка на фронтальной части цилиндрической поверхности выполнена с утонением в сторону последующего объемного элемента, установленного с перекрытием к предыдущему.

За счет того, что тонкая часть режущей кромки предыдущего объемного элемента находится за лобовой поверхностью последующего объемного элемента, достигается указанный выше технический результата.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащий сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан почвообрабатывающий рабочий орган, вид сбоку.

На фиг.2 то же, вид в плане.

На фиг.3 то же, вид спереди.

На фиг.4 сечение А-А на фиг.1, размещение передней и задней опорных площадок, выступа и крепежного болта на задней стенке стойки рабочего органа.

На фиг.5 сечение Б-Б на фиг.2, продольное сечение стойки и задней стенки в месте крепления плоскорежущей лапы со стойкой.

На фиг. 6 графики изменения угла раствора g режущей кромки лезвия лапы, углов заточки i и резания a_i режущими элементами по ширине захвата плоскорежущей лапы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Почвообрабатывающий рабочий орган (см. фиг.1 3) содержит вертикально установленную стойку 1 прямоугольного сечения и плоскорежущую лапу 2. Нижняя часть 3 стойки 1 отклонена к направлению перемещения стойки 1 под углом δ Величина угла d изменяется в диапазоне 68 90^o. Фронтальная нижняя часть 3 стойки 1 снабжена лезвием 4, образованным двухсторонней заточкой под углом I_c (см. фиг.4). Угол заточки нижней части 3 стойки 1 выполнен равным I_c 25^o. Нижний конец 5 стойки 1 снабжен задней стенкой 6, которая выполнена из одностороннего материала со стойкой 1. На задней стенке 6 закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа 2 с лезвием 7 со сложной геометрией режущей кромки 8. Верхняя грань 9 задней стенки 6 снабжена двумя разнесенными по ее длине опорными площадками 10 и 11. Передняя опорная площадка 10 служит для опоры носка 12 стрельчатой плоскорежущей лапы 2. Задняя опорная площадка 11 на горизонтальной грани 9 задней стенки 6 и передняя опорная площадка 10 образуют продольную опорную базу для устойчивого размещения задней части 13 плоскорежущей лапы 2. Симметрично продольной оси на передней 10 и задней 11 опорной площадках выполнены полуцилиндрические углубления 14 и 15, которые образуют переднюю и заднюю поперечные базы расположения нижней грани плоскорежущей лапы 2. На задней опорной площадке 11 за полуцилиндрическим углублением 15 выполнен выступ 16 трапецеидальной формы, суженной частью 17 направленной в сторону стойки 1. Плоскорежущая стрельчатая лапа 2 на своей задней части 13 вдоль оси симметрии снабжена пазом 18 в виде "ласточкиного хвоста". Паз 18 плоскорежущей лапы 2 в момент сборки сопряжен с выступом 16 на задней опорной площадке 11. Такое соединение стрельчатой лапы 2 со стойкой 1 исключает поворот лапы 2 в горизонтальной плоскости относительной стойки 1. Сопряженные в передней 10 и задней 11 опорными площадками носок 12 и задняя часть 13 плоскорежущей лапы 2 с задней стенкой 6 дополнительно соединены болтом 19 с потайной головкой, пружиной шайбой 20 (10 65Г) и гайкой 21 (М10). Болт 19 с потайной головкой размещен в створе стойки 1 и в соосных вертикальных отверстиях 22 и 23, соответственно, плоскорежущей лапы 2 и задней стенки 6. Задняя стенка 6 по ее длине выполнена переменного сечения и плавно сопряжена с нижним концом 3 стойки 1. Стрельчатая плоскорежущая лапа 2 выполнена из листовой стадии толщиной 5 мм. Угол раствора g стрельчатой лапы 2 по ширине захвата лапы изменяется по закону, изображенному на фиг. 6. Материл лапы 2 сталь 65Г ГОСТ 1050-74.

Лезвие 7 на фронтальной части плоскорежущей лапы 2 выполнено в виде последовательного ряда объемных элементов 24. Каждый объемный элемент при механической обработке листового материала образован пересечениями фронтальной цилиндрической поверхности 25 и задней цилиндрической поверхности 26. Линия 27 пересечения цилиндрических поверхностей 25 и 26 ортогональна к нижней грани плоскорежущей лапы 2. Цилиндрические поверхности 25 и 26 образованы вертикальными образующими при перемещении по направляющим, выполненными по логарифмическим спиралям. Верхнюю поверхность 28 объемного элемента 25 составляет часть конической поверхности, направленной выпуклостью в сторону нижней грани плоскорежущей лапы 2. Наклонная режущая кромка 29 на фронтальной цилиндрической поверхности 25 выполнена с утонением в сторону последующего объемного элемента 24. Предыдущий и последующий объемные элементы 24 взаимно установлены с перекрытием.

Рабочий процесс почвообрабатывающего рабочего органа с плоскорежущей лапой происходит следующим образом.

Стойка 1 рабочего органа устанавливается в держателе секции культиватора-растениепитателя (КРН-8,4; КРН-5,6; КРН-4,2 и др.) или крепится соответственно на длинном и коротком поводках парового культиватора (КПС-4,0; КСО-4 и др.) для предпосевной подготовки почвы. Стойка 1 в рабочем положении должна быть установлена в строго вертикальном положении. При перемещении культиватора нижняя заточенная часть 3 стойки 1 давит на почвенную корку и разрушает ее. Нижняя кромка с лезвием 4 внедряется в почву, увлекая за собой стрельчатую лапу 2. При внедрении стойки 1 в почву носок 12 стрельчатой лапы 2 находится ниже ее задней части 13. В момент вхождения лапы 2 срезаемая лезвиями 7 со сложными режущими кромками 8, размещенными по ветвям логарифмической спирали, почва создает лобовое сопротивление и лапа 2 внедряется в почву еще на большую глубину. Устойчивое положение плоскорежущая лапа 2 занимает в том случае, когда между ее нижней гранью 30 и обработанной поверхностью почвы не будет заднего угла e=0 При установившемся движении объемными элементами 24 плоскорежущей лапы 2 производится уничтожение сорняков следующим образом. При встрече лезвия 7 плоскорежущей лапы 2 с вертикальными корнями и горизонтальными корневищами процесс подрезания сорняков происходит следующим образом. Объемный элемент 24 при встрече с корнем сорняка сначала вдавливает его в почву. Затем вертикальной фронтальной цилиндрической поверхностью 25 элемента 24 перемещает его в направлении движения стойки 1. В этом случае создается напряженное состояние в тканевых волокнах корней и стебель корня начинает скользить в сторону левого или правого крыла лапы 2, т. е. от вертикальной линии 27 объемного элемента 24 по наклонной режущей кромке 28 в сторону утонения. Так как режущая кромка 27 своей тонкой заостренной частью находится за фронтальной лобовой поверхностью 25 объемного элемента 24 и режущая кромка 29 не подвергается интенсивному абразивному износу, то скольжение корня сорняка по лезвию, выполненному ниже поверхности 28, приводит к условию резания волокон со скольжением и полному перерезанию сорняков и всех нависших растительных и корневых остатков.

Надежность выполнения технологической процесса и полного подрезания сорняков достигается также тем, что угол резания α₁-α₇ объемными элементами 24 меньше угла заточки i каждого из них (см. графики на фиг. 6). Угол резания α по ширине захвата лапы 2 изменяется по закону α=arc tg[tg i_o·sin(180°-δ)], где i_o угол заточки режущей кромки; δ угол постановки режущих элементов к горизонту.

При радиусе закруглений лезвий 7 режущих кромок 25 лапы 2 более 0,8 мм, лапу 2 демонтируют с задней стенки 6. Для этого отворачивают гайку 21 с резьбовой части болта 19 с потайной головкой, затем снимают пружинную шайбу 20 и лапу 2. Из запасного комплекта (ЗИП) новую лапу 2 на стойку 1 устанавливают следующим образом. Паз 18 "ласточкиного хвоста" на задней части 13 лапы 2 вводят в выступ 16 задней стенки 6. Далее нижнюю грань лапы 2 совмещают с передней опорной площадкой 10 и задней опорной площадкой 11. Вертикальные отверстия 22 и 23 плоскорежущей лапы 2 и задней стенки 6 совмещают и затем в них размещают болт 19. При навинчивании и затяжке гайки 27 на болте 19 носок 12 и задняя часть 13 лапы 2 опираются на переднюю 10 и заднюю 11 опорные площадки, занимая устойчивое положение в продольно-вертикальной плоскости. Опорные площадки 10 и 11 вместе с полуцилиндрическими углублениями 14 и 15, а также трапецеидальный выступ 16 образует устойчивую поперечную базу стрельчатой лапы 2. Описанное крепление стрельчатой лапы 2 позволяет устойчиво выполнять культивацию почвы не только на большой глубине 8-10 см, но и на малой глубине 2-3 см с сохранением влаги в нижележащих горизонтах. Полное подрезание сорняков объемными элементами 24 исключает их нависание на крыльях лапы 2. Это обеспечивает самоочищение рабочего органа и, как следствие, минимальные энергозатраты на выполнение технологического процесса.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении; для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 656567, кл. A 01 B 35/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР N 674702, кл. A 01 B 35/26, 1979.

Формула изобретения

Почвообрабатывающий рабочий орган, включающий стойку и плоскорежущую лапу с лезвием на фронтальной части, отличающийся тем, что лезвие на фронтальной части выполнено в виде последовательного ряда объемных элементов, образованных пересечениями фронтальной и задней цилиндрических плоскостей с направляющей кривой, выполненной по логарифмической спирали, и частью конической поверхности, направленной выпуклостью в сторону нижней грани лапы, при этом наклонная режущая кромка на фронтальной части цилиндрической поверхности выполнена с утонением в сторону последующего объемного элемента, установленного с перекрытием к предыдущему.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6