РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1996 года по МПК A01B35/26 A01B35/20 

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам и является рабочим органом культиватора для предпосевной обработки почвы на почвах с повышенной влажностью и в орошаемом земледелии.

Известен комбинированный рабочий орган культиватора для предпосевной обработки почвы и комплексного внесения жидких растворов, включающий стойку с двухсторонней заточкой, соединенную с культиваторной лапой, и трубопровод для подвода жидких удобрений, в котором с целью повышения качества предпосевной обработки почвенного пласта с внесением жидких растворов в почву и на ее поверхность трубопровод снабжен распределителями жидких удобрений и распылителем, который размещен над культиваторной лапой, причем крылья последней выполнены криволинейными в поперечном сечении с выпуклостью вверх, а распределители жидких удобрений расположены под крыльями [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся низкое качество обработки почвы. Это вызвано тем, что для размещения распылителей необходимо выполнить крылья лап криволинейными, что сопряжено с увеличением угла резания, складывающегося из угла заточки и заднего угла между лезвием и поверхностью обработанной почвы. Большой угол резания приводит к разбросу почвенных частиц, неравномерной укладке почвенных агрегатов на дно обрабатываемого слоя и сдвигу почвы в бок. Описанный рабочий орган не приемлем для предпосевной обработки почвы для посева семян трав и других кормовых культур (амарант, мальва, козлятник, рапс) с малой глубиной заделки семян, не превышающей 2 см. При обработке почв повышенной влажности и в орошении описанный рабочий орган обволакивается почвой и растительными остатками. В описанном рабочем органе отсутствует самоочищение стойки и его крыльев.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является плоскорежущая лапа, включающая стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой шарнирно закреплена стрельчатая лапа с передней кромкой, в которой с целью снижения тягового сопротивления и упрощения конструкции в верхней части задней стенки стойки выполнена цилиндрическая выемка с прорезью, ширина которой больше толщины лапы, а шарнир размещен в цилиндрической выемке и выполнен в виде диска с пазом, в котором укреплена накладка и размещена имеющая окно лапа. Задняя стенка стойки размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг оси шарнира, проходящей через нижнюю точку рабочей кромки стойки. Рабочая кромка стойки расположена под острым углом к направлению движения [2] Это устройство нами принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся неравномерность глубины культивации по ширине лапы и неполное подрезание сорняков из-за деформации лапы в поперечно-вертикальной плоскости по длине крыльев. Увеличение толщины лапы приводит к "толстому" лезвию и, следовательно, к тупой режущей кромке с радиусом галтели более 0,7.1,0 мм, что недопустимо при резании корней сорняков с упругой опорой. Уменьшение толщины плоскорежущей лапы приводит к снижению прочности крыльев лапы и к нарушению агротехнического допуска обработки почвы по глубине. Увеличение прочности лапы увеличением ширины крыльев лап приводит к залипанию почвы на внешней поверхности. Описанный рабочий орган при работе на почвах с влажностью выше 20% склонен к залипанию. Большой слой почвы накапливается на крыльях в местах сопряжения со стойкой. В конструкции рабочего органа культиватора следует обеспечить беспрепятственный сход почвы вдоль стойки плоскорежущей лапы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - обеспечение равномерности рыхления почвы на заданной глубине.

Технический результат повышение качества обработки почвы на почвах с большой влажностью.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, включающем стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой шарнирно закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, на крыльях плоскорежущей лапы выполнены ребра жесткости в виде штампованных замкнутых П-образных в поперечном сечении выпуклостей, длина каждого из которых меньше длины крыла лапы, при этом продольная ось каждого ребра жесткости размещена параллельно режущей кромке и задней грани крыла лапы.

За счет того, что плоскорежущая лапа снабжена ребрами жесткости в виде штампованных выпуклостей, достигается указанный выше технический результат: выполнение плоскорежущей лапы толщиной не более 2 мм с жесткостью на крыльях лап выше, нежели при изготовлены лапы из листовой стали толщиной 5.7 мм. Описанная выпуклость на крыле обеспечивает беспрепятственный сход с нее стеблей и корней сорняков с разрыхленной почвы.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих 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 достижений технического результата.

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

На фиг. 1 показан рабочий орган культиватора с совмещенными сечениями, вид в плане; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, разрез стойки, шарнира и плоскорежущей лапы в продольно-вертикальной плоскости.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган культиватора содержит стойку 1, цилиндрический шарнир 2 и плоскорежущую стрельчатую лапу 3 (см. фиг. 1 и 2).

Стойка 1 выполнена со сложной геометрией. Нижняя часть 4 стойки 1 выполнена с лезвием 5, образованным заточкой наклонной части 6 к направлению перемещения рабочего органа под острым углом. Угол заточки i₂ лезвия 5 не превышает 18^o±2^o. Лезвие 5 образовано односторонней (фиг. 2) или двухсторонней заточкой (фиг. 1). Стойка 1 выше ее наклонной части 6 снабжена криволинейным лезвием 7 с заточкой под углом i₁, равным 10^o.15^o. Лезвие 7 смещено назад по отношению к лезвию 5. В центре нижней части 4 стойки 1 выполнены цилиндрическое отверстие 8 и паз 9, наклоненный под углом 30^o к горизонту. Паз 9 и нижняя часть цилиндрического отверстия 8 образуют заднюю стенку 10 стойки 1. Задняя стенка 10 является несущим элементом в конструкции стойки 1.

Цилиндрический шарнир 2 выполнен с радиальной прорезью 11. Высота цилиндрического шарнира 2 незначительно больше толщины стойки 1. Диаметр цилиндрического шарнира 2 меньше диаметра цилиндрического отверстия на величину допуска по десятому квалитету. Ширина радиальной прорези 11 больше толщины плоскорежущей стрельчатой лапы 3.

Стрельчатая плоскорежущая лапа 3 выполнена с углом раствора 2γ = 120^°±2^°. Лапа 3 выполнена из листового металла толщиной t 2 мм. Лапа 3 снабжена режущими кромками 12 и 13 путем заточки передних граней под углом i₃, равным 15^o. В средней части по оси симметрии плоскорежущей лапы 3 со смещением назад от носка 14 выполнено прямоугольное отверстие 15 с размерами, соответствующими сечению задней стенки 10. На крыльях лапы 3 выполнены ребра жесткости 16 и 17 в виде штампованных замкнутых П-образных в поперечном сечении выпуклостей. Длина каждого ребра жесткости 16 и 17 меньше длины крыла лапы 3. Ребра жесткости 16 и 17 размещены параллельно режущим кромкам 12 и 13 и задним граням 18 и 19 крыльев лапы 3. Глубина выпуклостей ребер жесткости 16 и 17 не превышает 3 мм. Лобовое сечение плоскорежущей лапы 3 не превышает b 5 мм при ее толщине, равной t 2 мм. Ребра жесткости 16 и 17 на крыльях лапы 3 образуют балки жесткости переменного сечения с уменьшающимся сечением к концу крыльев. Плоская средняя часть лапы 3 обеспечивает плотное сопряжение с радиальной прорезью 11 цилиндрического шарнира 2. Цилиндрический шарнир 2 вводят в прямоугольное отверстие 15 с радиальной прорезью 11 в направлении к носку 14. Далее цилиндрический шарнир 2 с лапой 3 подводят к пазу 9. Плоскую часть лапы 3 вводят в паз 9, шарнир 2 с носком 14 лапы 3 смещают вдоль паза к нижней части 4 стойки 1. Затем шарнир 2 с лапой 3 совмещают с цилиндрическом отверстием 8 стойки 1. Шарнир 2 с лапой 3 поворачивают в цилиндрическом отверстии 8 стойки 1 вниз. Рабочий орган культиватора готов к работе.

Рабочий орган культиватора функционирует следующим образом.

Наклонная часть 4 стойки 1 лезвием 5 разрезает вертикальные стенки в почвенном слое, одновременно перерезая при движении стойки 1 все встречающиеся корни. Нижняя кромка лезвия 5 расположена ниже режущих кромок 12 и 13 плоскорежущей лапы 3. Несрезанные корни растений и неразрезаемые препятствия скользят вдоль лезвия 5 вниз и заделываются в почву. По мере заглубления стойки 1 носок 14 стрельчатой плоскорежущей лапы 3 увлекается в почву, передавая тяговое усилие трактора через цилиндрический шарнир 2 со стойки 1 на лапу 3.

При встрече с почвой носок 14 стремится из-за большого заднего угла заглубиться в почву. Режущие кромки 12 и 13 срезают почвенный пласт. Заглубление лапы 3 в почву происходит до тех пор, пока лапа не займет горизонтальное положение. Между нижней гранью лапы 3 и дном обработанной почвы отсутствует зазор. Задний угол равен нулю. Режущими кромками 12 и 13 срезается почвенный пласт с корнями сорных растений. Это первая фаза крошения почвенного пласта. При дальнейшем перемещении подрезанного пласта на поверхности лапы 3 происходит его подъем на верхнюю грань выпуклости ребер жесткости 16 и 17. Это вторая фаза рыхления пласта. При дальнейшем перемещении стойки 1 и лапы 3 пласт почвы с сорняками сходит с выпуклости ребер жесткости 16 и 17 на поверхность почвы. Это третья фаза рыхления почвы. Трехкаскадное перемещение подрезанного пласта приводит к интенсивному крошению почвенных агрегатов, обеспечивая тем самым создание на поверхности обрабатываемого поля мульчирующего слоя почвы. Залипания почвы между стойкой 1, шаpниром 2 и лапой 3 не происходит, т. к. в месте их взаимного сопряжения лобовое сечение меньше, нежели крыльев лап (t << b). Шарнир 2 обеспечивает при движении культиваторного рабочего органа горизонтальное положение лапы 3 независимо от угла наклона стойки 1 к вертикали. Этим достигается минимальное сопротивление стрельчатой лапы 3 при работе в любых почвенных условиях. Минимально допустимая толщина культиваторной лапы 3 и 2 мм с углами заточек режущих кромок 12 и 13 обеспечивает остроту лезвий при наработке до 100 га обработанной площади. При условии изготовления лапы 3 из конструкционной стали и закалки режущих кромок 12 и 13 до 50.60 HRCэ, срок службы лапы достигает до 800 га обработанной площади полей с засоренностью от 50.80 до 300.400 растений на 1 м².

Заточка фронтальных частей стойки 1 с лезвиями 5 и 7 обеспечивает работу плоскорежущей лапы 3 и рабочего органа культиватора на сильно запущенных полях, когда из-за большого количества осадков в течение длительного периода и высокой температуры воздуха высота стеблей сорняков достигает 50.80 см.

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 приведенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных 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.

Использование: сельскохозяйственное машиностроение. Сущность изобретения: рабочий орган культиватора содержит стойку с рабочей кромкой и задней стенкой. На задней стенке шарнирно закреплена плоскорежущая стрельчатая лапа с передней режущей кромкой. На крыльях плоскорежущей лапы выполнены ребра жесткости в виде штампованных замкнутых П-образных локальных выпуклостей, при этом ребра жесткости размещены параллельно режущим кромкам и задним гранями крыльев лапы. 2 ил.

Рабочий орган культиватора, включающий стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой шарнирно закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, отличающийся тем, что на крыльях плоскорежущей лапы выполнены ребра жесткости в виде штампованных замкнутых П-образных в поперечном сечении выпуклостей, длина каждого из которых меньше длины крыла лапы, при этом продольная ось каждого ребра жесткости размещена параллельно режущей кромке и задней грани крыла лапы.