СТРЕЛЬЧАТАЯ ЛАПА КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1996 года по МПК A01B35/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов.

Известен рабочий орган культиватора, включающий носовую часть, крылья с наплавленными упрочняющим слоем лезвиями и опорными частями [1]
Известна стрельчатая лапа культиватора, содержащая носовую часть, два симметричных крыла, два участка, примыкающие к носовой части, наплавленные упрочняющим слоем лезвия, хвостовик, расположенный за носовой частью, причем в носовой части ширина задних граней режущих кромок меньше, а угол заострения больше, чем аналогичные величины на крыльях и на участках, примыкающих к носовой части [2]
Недостатком таких рабочих органов является прямолинейный профиль крыла, способствующий образованию эрозионно-опасных частиц особенно на повышенных скоростях обработки почвы.

Цель изобретения повышение качества обработки почвы и подрезания сорняков, снижение энергозатрат при культивации и металлоемкости стрельчатой лапы.

Поставленная цель достигается тем, что у стрельчатой лапы культиватора, содержащей носовую часть, два симметричных крыла, два участка, примыкающих к носовой части, наплавленные упрочняющим слоем лезвия, хвостовик, расположенный за носовой частью, рабочие поверхности крыльев и участков, примыкающих к носовой части, выполнены криволинейными и образованы участками цилиндрических и конических поверхностей, направляющими которых являются кривые парабол второго порядка, а линии режущих кромок носовой части вынесены вперед относительно линий режущих кромок лезвий на крыльях на величину Δ, равную l₀-b; где l₀ длина линии поперечного сечения криволинейной рабочей поверхности крыла; b длина прямой, соединяющей крайние точки рабочей поверхности поперечного сечения крыла.

На фиг. 1 изображена стрельчатая лапа культиватора с хвостовиком, вид сверху; на фиг.2 сечение А-А; на фиг.3 сечение Б-Б; на фиг.4 сечение С-С; на фиг.5 сечение Д-Д.

Стрельчатая лапа культиватора (фиг.1) имеет носовую часть 1, два зеркально симметричных крыла 2,3 с углом раствора 2γ, два участка 4,5, примыкающих к носовой части, хвостовик 6 (стрельчатая лапа может быть и без хвостовика). Рабочая поверхность крыла содержит вогнутый (подрезающий) участок AMNД, образованный участком цилиндрической поверхности, и выпуклый (крошащий) участок BCNM, образованный участком поверхности усеченного конуса. Цилиндрическая поверхность получена перемещением образующей прямой линии вдоль криволинейной направляющей. При этом образующая цилиндрическую поверхность линия все время остается параллельной самой себе и режущей кромке АД (фиг.1). В качестве направляющей использован участок линии l₁ (фиг.2,3), образованный квадратичной параболой, осью которой является вертикальная ось в прямолинейной системе координат. Параметры направляющей кривой определяются в сечении АВ (фиг.2), являющейся граничной между крылом и участком, примыкающим к носовой части. Минимальная длина параметра l₁ ограничена допустимым линейным износом лезвия крыла по длине. Линия, образующая поверхность усеченного конуса, все время перемещается по направляющей, вращаясь в точке 0 (фиг.1), образованной как место пересечения линии MN, проходящей через точки перегиба вогнутой и выпуклой поверхностей на крыле, и линии ВС верхней грани опорной части крыла. В качестве направляющей берется кривая МВ (фиг.2), образованная квадратичной параболой, осью которой является горизонтальная ось в прямоугольной системе координат. Параметры направляющей кривой МВ определяются в сечении АВ (фиг.1).

Рабочая поверхность носовой части 1 стрельчатой лапы, определяемая по ширине захвата хвостовика 6 (или по расстоянию между боковыми крепежными отверстиями, если нет хвостовика), выполняется прямолинейной (фиг.5). Линия режущей кромки носовой части вынесена вперед относительно линии режущей кромки крыла на величину D=l₀-b, где l₀ длина криволинейной рабочей поверхности крыла АВ в сечении А-А (фиг.2), а b длина прямой, соединяющей крайние точки рабочей поверхности того же сечения. Линии режущих кромок носовой части и линии режущих кромок крыльев параллельны.

Участки 4,5 (фиг.1), примыкающие к носовой части, выполнены с криволинейными рабочими поверхностями (фиг.4). При этом кривизна рабочей поверхности, определяемая по сечениям с общим центром в точке О₁ (место пересечения линий АВ и KF на фиг.1), от сечения АВ уменьшается по мере приближения к носовой части и в сечении KF рабочая поверхность становится прямолинейной. Угол крошения b_n в этих сечениях также уменьшается от β до a, где b угол крошения крыла, а a угол наклона линии перегиба носовой части к опорной плоскости. Точки перегиба между вогнутой и выпуклой поверхностями участков 4,5, примыкающих к носовой части, соединяются криволинейными линиями MF и РТ (фиг. 1), которые описываются уравнением окружности. Горизонтальные проекции режущих кромок (АК и A₁K₁) на участках 4,5 являются ветвями параболы.

Ширина захвата В, угол раствора 2γ и материал стрельчатой лапы (фиг.1), угол крошения крыльев b и носка a, ширина b и b₁ крыльев (фиг.2,3), а также наплавка и заточка лезвий соответствуют госстандарту [1] При этом ширина упрочняющего металла на лезвиях участков, примыкающих к носовой части, возрастает по мере приближения к носовой части, где достигает максимальной величины.

Выполнение профиля крыльев и профиля участков, примыкающих к носовой части, криволинейными, а линии режущих кромок носовой части выступающими вперед относительно линий режущих кромок крыльев, резко повышает прочностные характеристики крыльев и носовой части в опасных сечениях, при этом увеличивается момент сопротивления изгибу. Это позволяет снизить толщину S (фиг.2) прокатного листа стрельчатых лап в 1,5-2,0 раза против толщины тех же стрельчатых лап с прямолинейным профилем крыла и расположением линий режущих кромок носовой части и крыльев на одной прямой.

Стрельчатая лапа культиватора работает следующим образом.

В процессе движения стрельчатая лапа, внедряясь в почву, подрезает почвенный пласт и сорняки лезвиями, имеющими на крыльях минимальный угол заострения i (фиг.2,3), а также рыхлит почву криволинейными рабочими поверхностями крыльев и участков, примыкающих к носовой части. Минимальный угол заострения i лезвий на крыльях улучшает условия подрезания сорняков; при этом движение почвенного пласта сначала по участку поверхности с вогнутым профилем, а затем по участку поверхности с выпуклым профилем уменьшает скорость деформации обрабатываемого пласта, вследствие чего уменьшается образование эрозионно-опасных частиц, дольше сохраняется связность пласта, поэтому при работе предлагаемой стрельчатой лапы культиватора образуется развальная борозда меньших размеров, выровненность обрабатываемой поверхности возрастает.

В процессе изнашивания в почве стабилизированные лезвия (рабочие поверхности) приобретают профиль, который описывается уравнением параболы второго порядка, то есть минимальным сопротивлением при перемещении в почве обладают те рабочие органы, у которых криволинейные рабочие поверхности описываются уравнением параболы второго порядка. Поэтому у предлагаемой стрельчатой лапы энергозатраты на перемещение в почве будут минимальными.

У стрельчатой лапы культиватора наибольшему износу подвергается носовая часть. Выдвижение линии режущих кромок носовой части вперед относительно линий режущих кромок крыльев повышает ресурс стрельчатых лап. Главным требованием к лезвиям почворежущих рабочих органов является их самозатачиваемость в процессе работы. Условия самозатачиваемости лезвий предлагаемой стрельчатой лапы улучшаются, так как лезвия имеют минимальный угол заострения i за счет вогнутости подрезающей части рабочей поверхности крыльев и участков, примыкающих к носовой части. Таким образом, значительно повышается эксплуатационная надежность стрельчатой лапы культиватора.

Использование изобретения повышает качество обработки почвы и подрезания сорняков, снижает до минимума энергозатраты при культивации и металлоемкость стрельчатой лапы за счет изготовления ее из листового профиля меньшей толщины. Стрельчатая лапа культиватора обладает высокой технологичностью в изготовлении, так как рабочая поверхность образована участками цилиндрических и конических поверхностей, что позволяет применить гибку.

Источники информации
1. ГОСТ 1343-82,
2. Авт. свид. СССР N 1613012, кл. A 01 B 35/20, 1990.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении. Цель: повышение качества обработки почвы и подрезание сорняков. Сущность изобретения: стрельчатая лапа культиватора, содержащая носовую часть, два симметричных крыла, два участка, примыкающие к носовой части, наплавленные упрочняющим слоем лезвия, хвостовик, расположенный за носовой частью, у которой рабочие поверхности крыльев и участков, примыкающих к носовой части, выполнены криволинейными и образованы участками цилиндрических и конических поверхностей, направляющими которых являются кривые парабол второго порядка, а линии режущих кромок носовой части вынесены вперед относительно линий режущих кромок лезвий на крыльях на величину Δ, равную l₀-b; где l₀ - длина линии поперечного сечения криволинейной рабочей поверхности крыла; b - длина прямой, соединяющей крайние точки рабочей поверхности поперечного сечения крыла. Положительный эффект: снижение энергозатрат при культивации и металлоемкости стрельчатой лапы. 1 ил.

Стрельчатая лапа культиватора, содержащая носовую часть, два симметричных крыла, два участка, примыкающие к носовой части, направленные упрочняющим слоем лезвия, хвостовик, расположенный за носовой частью, отличающаяся тем, что рабочие поверхности крыльев и участков, примыкающих к носовой части, выполнены криволинейными и образованы участками цилиндрических и конических поверхностей, направляющими которых являются кривые парабол второго порядка, а линии режущих кромок носовой части вынесены вперед относительно линий режущих кромок лезвий на крыльях на величину Δ, равную l₀ b, где l₀ длина линии поперечного сечения криволинейной рабочей поверхности крыла; b длина прямой, соединяющей крайние точки рабочей поверхности поперечного сечения крыла.