Почвообрабатывающий рабочий орган
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям. Почвообрабатывающий рабочий орган содержит плавно изогнутую в средней части стойку, долото или лапу и упор. Долото или лапа установлены на наклонной вынесенной вперед нижней части стойки. Упор закреплен на ее верхней части и размещен впереди над изогнутой частью стойки. Стойка и упор выполнены с отверстиями для крепления рабочего органа. Вынос нижней части стойки вперед относительно ее верхней части меньше радиуса изгиба стойки. Отношение расстояния по горизонтали от носка лемеха или долота до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре, к расстоянию до него от носка по вертикали составляет от 0,2 до 0,35. Стойка и упор содержат по меньшей мере два яруса отверстий. Такое конструктивное выполнение позволит повысить надежность рабочего органа, снизить металлоемкость и энергозатраты на обработку почвы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам почвообрабатывающих орудий.
Известны почвообрабатывающие глубокорыхлящие рабочие органы, включающие вертикальную стойку и долото /1, 2/.
Их недостатком является повышенное тяговое сопротивление при рыхлении сухих уплотненных почв, так как переднее ребро стойки не поднимает вверх почву, сколотую долотом. На нем образуется нарост из уплотненной почвы или так называемое уплотненное ядро. На боковых поверхностях стойки велика реакция раздвигаемой в стороны почвы, большое трение. Все это ведет к нерациональным затратам энергии.
Известен глубокорыхлитель почвы, у которого, с целью снижения энергоемкости рыхления путем обеспечения прохождения стойки во взрыхленной почве, отношение выноса по горизонтали носка лемеха к его расстоянию до точки крепления по вертикали находится в пределах 0,35...0,65 /3/.
Из-за своеобразности крепления рабочий орган не приспособлен для применения на почвообрабатывающих орудиях с различными дополнительными органами. В глубокорыхлителе не представлены элементы предохранения стойки от аварийных нагрузок. Стойка рабочего органа имеет переменный профиль, что усложняет ее изготовление. Удлинение и большой вынос стойки вперед ведет к повышению металлоемкости и энергозатрат рабочего органа.
Известен глубокорыхлящий рабочий орган чизельных плугов ПЧ-2,5 и ПЧ-4,5, содержащий плавно изогнутую в средней части стойку и долото или лапу, установленные на ее наклонной вынесенной вперед нижней части, а также упор, закрепленный на верхней части стойки, при этом стойка и упор выполнены с отверстиями для крепления рабочего органа /4-прототип/.
Стойка рабочего органа рационально выполнена из полосы, а наклонный участок ее переднего ребра расположен по касательной к участку изгиба ребра, что исключает образование зон нароста. При аварийных нагрузках на орган срезается предохранительный болт в заднем отверстии, и стойка с лапой, поворачиваясь на переднем болту, обходят препятствие.
Недостаток рабочего органа состоит в том, что при высоте стойки по вертикали от нижней части ее носка до центра крепежного отверстия 720 мм, а до носка долота - 780 мм его нижняя часть выдвинута на 610 мм вперед относительно переднего отверстия для крепления. При срезании предохранительного болта рабочий орган, поворачиваясь на сохранившемся, должен дополнительно заглубиться в почву на 200 мм ниже установленной глубины обработки или приподнять все орудие Такую нагрузку не выдерживают стойка и лапа или долото. Из-за большого выноса вперед наклонной части увеличена металлоемкость рабочего органа и ухудшена возможность его размещения на орудии сзади других рабочих органов. Кроме того, из-за большой высоты подъема почвы по длинной наклонной части рабочий орган имеет повышенные энергозатраты, а орудие - увеличенную нагрузку на опорные колеса. Размещение отверстий для крепления рабочего органа только на одном уровне затрудняет его применение в орудиях с различными дополнительными почвообрабатывающими органами.
Задачей данного изобретения является повышение надежности рабочего органа, снижение его металлоемкости и энергозатрат на обработку почвы.
Сущность изобретения состоит в том, что в почвообрабатывающем рабочем органе, содержащем плавно изогнутую в средней части стойку, долото или лапу, установленные над изогнутой и вынесенной вперед ее наклонной нижней частью, и упор, закрепленный на верхней части стойки, при этом стойка и упор выполнены с отверстиями для крепления рабочего органа, согласно изобретению упор размещен впереди над наклонной частью стойки, вынос нижней части стойки вперед относительно ее верхней части меньше радиуса изгиба стойки, при этом отношение расстояния по горизонтали от носка лапы или долота до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре, к расстоянию до него от носка по вертикали составляет от 0,2 до 0,35. Кроме того, стойка и упор содержат по меньшей мере два яруса отверстий для крепления.
Сравнение заявляемого рабочего органа с прототипом показывает, что новым является то, что упор размещен впереди над изогнутой частью стойки, при этом вынос наклонной нижней части вперед относительно верхней части стойки меньше радиуса ее изгиба и отношение расстояния по горизонтали от носка лапы или долота до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре, к расстоянию до него от носка по вертикали составляет от 0,2 до 0,35, кроме того, рабочий орган содержит по меньшей мере два яруса отверстий для его крепления на орудии.
Предложенное выполнение рабочего органа позволяет снизить энергозатраты из-за уменьшения высоты подъема почвы по его наклонной части, уменьшить металлоемкость и упростить конструкцию за счет рационально укороченной наклонной части стойки. Уменьшение выноса нижней части стойки повышает надежность рабочего органа при аварийных нагрузках, так как при аварийном повороте рабочего органа существенно уменьшается изменение расстояния по вертикали от отверстия для его крепления до носка его долота или лапы. Размещение отверстий для крепления по меньшей мере в два яруса повышает приспособляемость рабочего органа к различным орудиям и требованиям к обработке, повышает его универсальность.
Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».
Заявляемое устройство соответствует критерию «изобретательский уровень», так как предложенное соотношение размеров почвообрабатывающего глубокорыхлительного рабочего органа, несмотря на его рациональность и эффективность, не является очевидным и предложено впервые.
Заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость», так как может найти применение в различных глубокорыхлящих, в том числе комбинированных почвообрабатывающих орудиях.
Изобретение поясняется чертежами.
Рабочий орган (см. чертеж) содержит стойку 1, упор 2 с ярусно расположенными отверстиями 3 для крепления рабочего органа на раме орудия, заднее ребро 4 и переднее ребро вертикальной 5 (в т. ч. ниже упора 2), средней плавно изогнутой 6 и наклонной передней 7 частей стойки 1. Внизу на наклонной части 7 посредством, например, шплинта 8 закреплена лапа 9, состоящая из долота 10, груди 11 и кармана 12. Вместо лапы 9 может быть установлено долото. На стойке 1 рабочего органа от лапы 9 до упора 2 может быть закреплен круглый пруток-обтекатель, прилегающий к переднему ребру стойки 1.
Упор 2 размещен над изогнутой 6 частью стойки 1, а переднее ребро упора 2 и нижележащей вертикальной части 5 стойки 1 образуют тупой угол α, обращенный вершиной назад. Расстояние С по горизонтали от носка лапы или долота 10 до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре 2, к расстоянию Н по вертикали от этого же центра и до носка долота 10 составляет от 0,2 до 0,35, что рационально ограничивает его вынос вперед. Нижняя часть стойки 1, включая ее изогнутую 6 и наклонную 7 части, вынесена вперед на величину А, меньшую радиуса R изгиба изогнутой средней части 6, а вынос вперед нижней части с лапой или долотом на величину В не превышает максимальной глубины обработки h (при работе только с долотом - до 45 см), допустимой для рабочего органа. Угол β между вертикалью и линией n-n, проходящей через центр переднего отверстия для крепления рабочего органа и носок долота 10, не превышает 22,5°. Расстояние по горизонтали между отверстиями для крепления выполнено большим, чем расстояние от вертикали, проходящей через переднее отверстие, до любой точки переднего ребра стойки, т.е. стойка 1 не имеет перегибов.
Радиус изгиба стойки 1 (R=320 мм), превышающий ее вынос вперед (А=280 мм) необходим для лучшего освобождения рабочего органа от растительных остатков и почвы.
Рабочий орган крепится к раме орудия болтами, проходящими сквозь два верхних или нижних отверстия 3. Задний болт должен иметь кольцевую проточку, предопределяющую именно его срезание при аварийной нагрузке рабочего органа. При заглублении рабочего органа на 0,5h...h и его движении перед долотом 10 и с его обеих сторон в почве образуются трещины сдвига. Разрыхленный пласт поднимается вверх по долоту 10 и груди 11 лапы 9 и ребру наклонной 7 и изогнутой 6 частей стойки 1. Так как наклонная часть рабочего органа (с лапой, долотом) имеет рациональный вынос вперед, то она обеспечивает подъем почвы, достаточный для перемещения стойки 1 сквозь разрыхленный слой при незначительном трении ее боковых поверхностей о почву. При этом не затрачивается лишняя энергия на подъем почвы по наклонному 7 и изогнутому 6 участкам переднего ребра.
При аварийной нагрузке, срезании заднего болта на стойке 1 и продолжении движения орудия вперед, рабочий орган под воздействием реакции на его рабочих элементах повернется на болту в переднем отверстии 3. Носок долота 10, проходя по дуге К-К, дополнительно заглубится в почву на небольшую величину h1, которая во много раз меньше глубины обработки 0,5h...h, для которой предназначен рабочий орган, и меньше расстояния до элементов крепления лапы (до кармана 12). Как видно на чертеже, величина h1 меньше участка долота 10, расположенного впереди груди 11.
Таким образом, рациональное выполнение наклонной части 7 стойки 1, при котором ее вынос вперед меньше радиуса изгиба участка 6, а отношение расстояния по горизонтали от носка лапы 9 или долота 10 до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре 2, к расстоянию до него от носка по вертикали составляет от 0,2 до 0,35, позволило снизить металлоемкость и упростить конструкцию рабочего органа и также снизить энергозатраты на подъем почвы по переднему ребру наклонного 7 и изогнутого 6 участков стойки 1. При этом исключаются нерациональные затраты энергии на трение боковых поверхностей о почву, так как обеспечен достаточный подъем пласта по наклонной части стойки, и снижаются потери на перекатывание орудия при работе из-за уменьшения вертикальной нагрузки на рабочий орган и колеса орудия. Рабочий орган компактнее и лучше размещается на комбинированных орудиях.
Потребность в незначительном погружении в дно борозды рабочего органа при его аварийной нагрузке и срезании крепежного болта, позволяет ему повернуться без подъема всего орудия, что повышает надежность рабочего органа. Последнее весьма актуально для массивных широкозахватных и комбинированных орудий.
Источники информации.
1. А.С. СССР №1540670, А01В 13/18. Рыхлитель почвы. 1988.
2. Патент РФ №2148297, А01В 13/16. Щелерез. 1999.
3. А.С. СССР №475123, А01В 13/08. Глубокорыхлитель почвы. 1983.
4. Плуг-глубокорыхлитель чизельный ПЧ-4,5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ПЧП 00.000 ТО. 1987. П.О. "Одессапочвомаш".
1. Почвообрабатывающий рабочий орган, содержащий плавно изогнутую в средней части стойку, долото или лапу, установленные на ее наклонной вынесенной вперед нижней части, а также упор, закрепленный на верхней части стойки, при этом стойка и упор выполнены с отверстиями для крепления рабочего органа, отличающийся тем, что упор размещен впереди над изогнутой частью стойки, а вынос нижней части стойки вперед относительно ее верхней части меньше радиуса изгиба стойки, при этом отношение расстояния по горизонтали от носка лемеха или долота до вертикали, проходящей через центр отверстия на упоре к расстоянию до него от носка по вертикали составляет от 0,2 до 0,35.
2. Почвообрабатывающий рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стойка и упор содержат по меньшей мере два яруса отверстий.
