ФРЕЗЕРНЫЙ БАРАБАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФРЕЗЫ Российский патент 1994 года по МПК A01B33/02 A01B33/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при предпосевной подготовке почвы под различные сельскохозяйственные культуры и междурядной обработке почвы в садах, виноградниках и ягодниках.

В качестве прототипа принимается известный фрезерный барабан почвообрабатывающей фрезы, который включает вал с горизонтальной осью вращения и закрепленные радиально на валу посредством дисков режущие элементы, каждый из которых имеет стойку и хвостовик, режущие кромки которых расположены с наклоном в направлении, противоположном направлению их вращения, причем стойки и хвостовик снабжены поперечными ножами, которые на смежных рабочих органах направлены от плоскости диска в противоположные стороны, угол наклона хвостовика вдвое больше угла наклона режущей кромки стойки, а отношение длины его и длины рабочей части стойки равно 0,6-0,75.

Конструкция устройства прототипа позволяет стабилизировать постоянство глубины хода, тем самым обеспечивая высокое качество фрезерования, а также уменьшает сопротивление почвы за счет последовательного снятия стружки ножами сверху, а затем снизу. Однако, как и все существующие почвофрезы отечественных и зарубежных конструкций, устройство прототипа требует больших затрат энергии, расходуемой на процесс фрезерования почвы. Например, для сопоставления затрат эффективной мощности садовой фрезы ФС-0,9, равной примерно 10 кВт, видно, что на потери в трансмиссии расходуется 1,5 кВт, на потери на передвижение - 1,0 кВт, на тяговое сопротивление - 0,3-0,36 кВт и на процесс фрезерования 7,0-7,1 кВт. Как видно, процесс фрезерования почвы требует до 70% всех затрат энергии.

Поэтому, весьма важным является вопрос снижения энергоемкости процесса фрезерования почвы вообще и в особенности для поливного земледелия при обработке тяжелых суглинистых почв, подготавливаемых под посев, где требуется разрушение крупных фракций (глыб и комков) почвы, а также при обработке междурядий после полива в садах, виноградниках и ягодниках.

Предлагаемое устройство в значительной степени решает поставленную задачу в том плане, что в сравнении с прототипом усовершенствует его в части снижения энергоемкости процесса фрезерования почвы за счет применения обычного процесса фрезерования нового ударно-инерционного, а точнее инерционно-ударного процесса фрезерования почвы.

Целью изобретения является повышение качества и снижение энергоемкости обработки тяжелых почв путем разрушения крупных фракций в поверхностном слое.

Для достижения поставленной цели каждый хвостовик в одной из диаметрально противоположно расположенных на диске паре режущих элементов установлен на стойке посредством горизонтального шарнира и снабжен дополнительно по крайней мере одним поперечным ножом, при этом поперечные ножи шарнирно установленного хвостовика расположены поярусно и направлены в противоположные от плоскости диска стороны, причем в каждом режущем элементе, закрепленном на диске, нож нижнего яруса хвостовика имеет одинаковое направление с поперечным ножом стойки, а шарнирное соединение хвостовика со стойкой выполнено с возможностью свободных колебаний последнего относительно стойки, при этом стойка снабжена упором для ограничения колебаний хвостовика, который расположен в ее задней части.

На фиг. 1 изображен диск фрезерного барабана с режущими элементами, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3,4,5,6 - фазы фрезерования почвы двухступенчатым и шарнирно-двухступенчатым режущими элементами соответственно при их заглублении и выглублении.

Фрезерный барабан почвообрабатывающей фрезы состоит из вала 1 фрезбарабана с фланцем 2, двухступенчатых режущих элементов 3 с режущими кромками 4, пластинчатой стойки 5 хвостовика с поперечными ножами 6 и 7, шарнирно-двухступенчатых режущих элементов 8 с шарниром 9, режущей кромкой 10 и поперечным ножом 11 стойки, режущих кромок 12, 13 и поперечных ножей 14, 15 хвостовика и ограничительного упора 16.

На фланце 2 диаметрально в парах расположены двухступенчатые и шарнирно-двухступенчатые режущие элементы 3 и 8, определяющие последовательность чередования одного типа за другим. Шарнирно-двухступенчатый режущий элемент 8 в отличие от двухступенчатого элемента 3 снабжен шарниром 9 соединения хвостовика со стойкой и имеет два поперечных ножа 14 и 15 на хвостовике. Причем нож 14 расположен сверху, а нож 15 - снизу и направлены оба относительно друг друга в противоположные стороны. Вместе с тем нижний поперечный нож 15 всегда совпадает с направлением поперечного ножа 11 стойки, как для правых, так и для левых шарнирно-двухступенчатых режущих элементов 8, расположенных на горизонтальном валу 1 фрезбарабана.

Шарнирное соединение хвостовика со стойкой режущего элемента 8 ограничено сзади упором 16, который обеспечивает постоянство глубины хода ножей хвостовика в почве на угол (90^о - 2α ), отклоняющегося (складывающегося) под воздействием ее, но не ограничивается спереди в направлении движения, обеспечивая тем самым свободные колебания назад против направления движения на угол (90^о - 2α ) и вперед по направлению движения (вращения) на угол (90^о + 2α ).

Технологический процесс работы осуществляется вращением фрезбарабана по способу снизу-вверх в направлении движения на заданной одинаковой глубине хода двухступенчатого и шарнирно-двухступенчатого режущих элементов. При этом крупные комки и глыбы тяжело-суглинистой почвы на поверхностном слое подвергаются инерционно-ударному резанию и разрушению ножами 14 и 15 хвостовика шарнирно-двухступенчатого режущего элемента 8, который затем в фазе заглубления, вращаясь под воздействием сопротивления почвы, одновременно самопроворачивается назад на угол (90^о - 2α ), осуществляя при этом послойное фрезерование на заданной глубине и в фазе выглубления. Затем после выглубления под действием центростремительной силы хвостовик в верхней меpтвой точке выпрямляется и далее повторяет эффект ударно-режущего воздействия на твердые фракции крупных размеров поверхностного слоя почвы. При этом каждая фаза выглубления шарнирно-двухступенчатого режущего элемента 8 сопровождается фазой заглубления двухступенчатого режущего элемента 3.

Такая последовательность осуществления процесса фрезерования двумя типами режущих элементов обусловлена с одной стороны соображением исключения зон лишнего резания, т. е. эффективного использования конструктивных отличий шарнирного режущего элемента, во-вторых, с точки зрения обеспечения стабилизации устойчивой работы за счет уравновешивания действующих сил в вертикальной плоскости.

Применение устройства позволяет реализовать соответствующий экономический эффект за счет сокращения тракторных обработок тяжелых суглинистых почв бороновальными и комбинированными агрегатами, повысить качество крошения поверхностного слоя и снизить степень уплотнения почвы при возделывании различных сельскохозяйственных культур.

Использование: предпосевная и междурядная обработки почвы. Сущность изобретения: крепление к фланцам вала фрезбарабана ступенчатых режущих элементов с шарнирным соединением его составных частей - пластинчатой стойки с Г-образным ножом и хвостовика, по крайней мере, с двумя поярусно и противоположно направленными поперечными ножами. Шарнирная связка стойки с хвостовиком позволяет последнему совершать свободные колебания на угол (90^°± 2α) при наличии угла резания стойки и хвостовика. Это определяет эффект инерционно-ударного действия, разрушающего твердые фракции глыб и комков на тяжелых почвах в процессе фрезерования, тем самым улучшая качество обработки и уменьшая энергоемкость. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. ФРЕЗЕРНЫЙ БАРАБАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФРЕЗЫ, содержащий вал с горизонтальной осью вращения и закрепленные радиально на валу посредством дисков режущие элементы, каждый из которых имеет стойку и хвостовик, режущие кромки которых расположены с наклоном в направлении, противоположном направлению их вращения, и установленный в верхней части стойки поперечный нож, а поперечные ножи на смежных стойках направлены от плоскости диска в противоположные стороны, причем каждый режущий элемент снабжен дополнительным поперечным ножом, установленным в верхней части хвостовика, а поперечные ножи на смежных хвостовиках направлены от плоскости диска в противоположные стороны, при этом величина угла наклона режущей кромки хвостовика вдвое больше величины угла наклона режущей кромки стойки относительно линии радиуса описываемой окружности через переднюю кромку соответствующего ножа, а соотношение длины хвостовика и радиальной длины рабочей части стойки режущего элемента равно 0,6 - 0,75, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и снижения энергоемкости обработки тяжелых почв путем разрушения крупных фракций в поверхностном слое, каждый хвостовик в одной из диаметрально противоположно расположенных на лиске паре режущих элементов установлен на стойке посредством горизонтального шарнира и снабжен дополнительно по крайней мере одним поперечным ножом. 2. Барабан по п. 1, отличающийся тем, что поперечные ножи шарнирно установленного хвостовика расположены поярусно и направлены в противоположные от плоскости диска стороны, причем в каждом режущем элементе, закрепленном на диске, нож нижнего яруса хвостовика имеет одинаковое направление с поперечным ножом стойки. 3. Барабан по п. 1, отличающееся тем, что шарнирное соединение хвостовиков со стойкой выполнено с возможностью свободных колебаний последнего относительно стойки, при этом стойка снабжена упором для ограничения колебаний хвостовика, который расположен в ее задней части.