ПЛУЖНЫЙ ЛЕМЕХ Российский патент 1995 года по МПК A01B15/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к производству плужных лемехов.

Известен плужный лемех с носовой частью, выполненной в виде не менее двух ступенчато расположенных выступов с режущими лезвиями, которые размещены перпендикулярно к полевому обрезу лемеха [1]
К недостаткам такого лемеха относится то, что при работе плужного лемеха за счет увеличения площади контакта лемеха с плужной подошвой возникает эффект глянцевания почвы с образованием сильно уплотненной плужной подошвы. Образование плужной подошвы препятствует инфильтрации влаги в подпахотные слои почвы, способствует гетерогенности структуры корнеобитаемого слоя, в результате чего снижается урожайность.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является плужный лемех, включающий режущую часть с зубьями треугольной формы, часть из них имеет вогнутую режущую кромку относительно рабочей поверхности лемеха, а плоскости симметрии вогнутых участков поверхности лемеха выполнены под острым углом к направлению тяги, который уменьшается от концевой части лемеха к его носку [2]
Недостатком этого изобретения является то, что при работе увеличивается прессование слоя почвы, срезаемого режущими кромками вогнутых зубьев из-за конусности, направленной от режущей кромки.

Данное обстоятельство способствует увеличению износа вогнутых кромок зубьев, что приводит к увеличению длины режущей кромки с повышенной площадкой износа, которая увеличивает сопротивление резания почвы, а возникающее при этом перед лемехом ядро почвы способствует повышению плотности и твердости дна борозды.

Кроме того, растягивающие усилия, возникающие в грунтах от угла наклона вогнутостей, не достаточны для разрушения грунтов типа суглинка, которые занимают более 30% пахотного клина страны.

Цель изобретения обеспечение повышения долговечности лемехов, снижение сопротивления, а также обеспечение рыхления дна борозды путем частичной замены резания грунта сколом.

Для этого в плужном лемехе, включающем режущую часть с зубьями, одна из кромок которых выполнена вогнутой и наклоненной под острым углом к направлению тяги, вогнутые кромки зубьев при выходе на рабочую поверхность лемеха расширяются и с тыльной стороны рассечены плоскостью, образующей арочные окна, а на лобовой поверхности лемеха в пространстве, ограниченном вогнутостями, выполнены выступы каплевидной формы, конической частью обращенные к режущей кромке.

Данный лемех хорошо работает на всех типах почв, включая и тяжелые суглинки.

Предлагаемый лемех при работе имеет низкое сопротивление резания, повышенное крошение поднимаемого пласта и достаточно высокий ресурс за счет использования частичного скола грунта, придания пласту большей напряженности и крошения. Наличие уникальности объясняется возможностью длительный срок сохранять заданные параметры при работе в тяжелых условиях, при наличии рыхлых гребней на дне борозды не только на черноземах, но и на тяжелых суглинках.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в снижении усилия резания, повышении крошения пласта, увеличении ресурса лемеха и возможности оставлять на дне борозды рыхлые валики.

Сущность изобретения заключается в том, что при работе лемеха резание частично заменено сколом вследствие прерывистой режущей кромки и наличия полублокированного резания, в возникновении дополнительных напряжений в пласте грунта, чередующихся попеременно с сжимающих на растягивающие, вследствие каплевидных выступов, а так же в образовании на дне борозды рыхлых валиков за счет наличия арочных окон.

На фиг. 1 изображен предлагаемый плужный лемех; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 дно борозды, сечение.

На фиг.1 показан лемех для обработки почв, включающий режущую часть В с зубьями 1-4, чередующимися с арочными окнами 5, расположенными на плоскостях симметрии вогнутых участков 6, наклоненных под острым углом ϕк направлению тяги с расширяющейся частью Г при выходе на рабочей поверхности лемеха 7, с каплевидными выступами 8, конической частью 9 расположенными на режущей части В лемеха.

На фиг.4 показано дно борозды (сечение), которое получается после прохода лемеха.

Валики 10, образованные вследствие поочередного резания почвы каждым зубом 1-4, отделены и временем, и пространством.

Плужный лемех работает следующим образом.

При движении в почве лемех зубьями 1-4 последовательно, а это объясняется расположением лемеха в пространстве относительно линий тяги, подрезает почву, что приводит к полублокированному резанию, а своеобразные разрывы между зубьями, получаемые сечением плоскостью, именуемые арочными окнами, способствуют сколу почвы, находящейся в пространстве между зубьями 1-4, и образованию гребней или валиков 10.

Высота и ширина валиков ограничена размерами арочных окон. Скол почвы способствует большей ее разрыхленности, следовательно, и плотности вследствие возникновения растягивающих напряжений. При дальнейшем движении пласта почва еще более подвергается чередующим сжимающим и растягивающим напряжениям на поверхности вследствие выхода из зоны зубьев, выполненных вогнутыми, и входа в зону действия каплевидных выступов. Следует отметить, что пласт сходит, имея сложное движение: он поднимается, смещаясь от носка лемеха, и как бы закручивается. При подъеме и одновременном смещении происходит как бы волновое воздействие на поверхность пласта сжимающих от каплевидных выступов и растягивающих от вогнутостей напряжений, которые приводят (если рассматривать в динамике) к колебательным движениям пласта (вибрации), способствующим более эффективному крошению пласта.

Кроме всего вышеизложенного, выступы каплевидной формы увеличивают жесткость зубьев, что приводит к увеличению срока службы лемеха.

В 1992 г. были проведены испытания экспериментального плужного лемеха. Испытания проводили в совхозе "Дюрский" Новоузенского района Саратовской области. Участок поля имел тяжелый почвогрунт. По механическому составу почвогрунт представлял собой тяжелый суглинок, почвообразующей и подстилающей породой которого являются делювиальные глины, тяжелые суглинки, имеющие незначительный коэффициент фильтрации.

При проведении опыта сравнивались результаты, полученные после прохода плуга ПТК-9 с серийными лемехами и после прохода с предлагаемыми лемехами. Были получены следующие результаты: твердость почвы дна борозды после прохода плуга с серийными лемехами увеличилась на 17% а с предлагаемыми только на 6% Удельное сопротивление снизилось на 5,5% по сравнению с серийным. Для характеристики макроагрегатного состава почвы после прохода плугов с серийными и предлагаемыми лемехами используется коэффициент структурности почвы. Чем больше этот коэффициент, тем лучше структура почвы. При обработке проб на макроагрегатный состав получили коэффициент структурности у серийного лемеха 0,71, у предлагаемого 1,29, т.е. происходит улучшение структуры почвы на 80%
Преимущества предлагаемого плужного лемеха следующие:
отсутствие заклинивания части грунта в вогнутостях;
возможность получения гребней пористой структуры, а не уплотненного дна борозды;
повышение структуры поднятого пласта.

Все это позволяет достичь следующих технологических результатов:
снизить сопротивление обработки почв и, естественно, энергоемкости;
повысить ресурс лемеха.

А также агротехнических результатов:
снизить эрозию почв с одновременным улучшением ее структуры;
обеспечить снижение плотности так называемый плужной подошвы с одновременным образованием рыхлых валиков (гребней), способствующих более глубокому проникновению влаги и питательных веществ;
расширить область применения лемеха вплоть до тяжелых суглинок.

Использование: изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к производству плужных лемехов. Сущность изобретения: в плужном лемехе, включающем режущую часть с зубьями, одна из кромок которых выполнена вогнутой и наклоненной под острым углом к направлению тяги, вогнутые кромки зубьев при выходе на рабочую поверхность лемеха расширяются и с тыльной стороны рассечены плоскостью, образующей арочные окна, а на лобовой поверхности лемеха в пространстве, ограниченном вогнутостями, выполнены выступы каплевидной формы, конической частью обращенные к режущей кромке. Целью изобретения является повышение долговечности лемехов и снижение сопротивления. Агротехнической задачей изобретения является рыхление дна борозды путем частичной замены резания грунта сколом. 4 ил.

ПЛУЖНЫЙ ЛЕМЕХ, включающий режущую часть с зубьями, одна из кромок которых выполнена вогнутой и наклоненной под острым углом к направлению тяги, отличающийся тем, что вогнутые кромки зубьев при выходе на рабочую поверхность лемеха расширяются и с тыльной стороны рассечены плоскостью, образующей арочные окна, а на лобовой поверхности лемеха в пространстве, ограниченном вогнутостями, выполнены выступы каплевидной формы, конической частью обращенные к режущей кромке.