КУЛЬТИВАТОР Российский патент 1997 года по МПК A01B39/18 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы в междурядьях пропашных культур при возделывании по стержневому фону.

Наиболее близким устройством к предлагаемому в совокупности признаков является культиватор-рыхлитель, включающий установленные на раме посредством вертикальных наклонных осей ротационные рабочие органы в виде несущих колец с укрепленными на них по концентрическим окружностям зубьями, причем зубья каждого рабочего органа расположены в шахматном порядке, а по отношению к зубьям другого в рабочей зоне расположен с перекрещиванием.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится забивание зубовых рабочих органов растительными и корневыми остатками предшественника при возделывании пропашных культур по стержневому фону и при их прямом посеве без предшествующей обработки почвы. Последнее приводит к деформации зубьев. Согнутые зубья ротационных рабочих органов не обеспечивают требуемое качеств обработки почвы по глубине и ширине обрабатываемой полосы, а также в виде пропуска отдельных не деформированных, разрыхленных зон. Согнутые зубья, кроме указанного недостатка, повреждают стебли кукурузы (сорго, подсолнечника, амаранта, суданской травы и др. высокостебельных культур). Деформированные и поломанные зубья являются причиной забивания ротационных рабочих органов сорняками и растительными остатками.

Задача изобретения расширение функциональных возможностей культиватора-рыхлителя.

Технический результат повышение качества обработки почвы на широкорядных посевах пропашных культур и полное уничтожение сорняков.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, включающем установленные на раме культиватора-рыхлителя посредством вертикальных наклоненных осей пары ротационных рабочих органов в виде ступиц, спиц и несущих колец с укрепленными на них по концентрическим окружностям зубьями в виде конусов, установленных закругленными вершинами вниз, в каждом рабочем органе несущее кольцо снабжено попарно размещенными в шахматном порядке на ее внешней и внутренней гранях осями, упорами, упругими элементами и монтажными втулками, установленными в одном из своих технологических отверстий с возможностью поворота в тангенциальных плоскостях несущего кольца в точках размещения осей с закрепленными в них зубьями и упругими элементами, при этом монтажные втулки с зубьями внешнего ряда закреплены на осях в верхних технологических отверстиях монтажных втулок, а упругие элементы размещены между верхними гранями втулок и резьбовыми верхними частями зубьев, монтажные втулки зубьев внутреннего ряда размещены на осях своими нижними технологическими отверстиями, причем упругие элементы закреплены между широкими основаниями конусов верхних частей зубьев и нижними гранями втулок, причем поворот втулок внешнего ряда в сторону направления вращения ступицы ограничен упорами, закрепленными на нижней грани несущего кольца, в сторону, противоположной вращению, посредством упругого элемента, сопряженного с упором последующей втулки для зубьев внешнего ряда, поворот втулок с зубьями внутреннего ряда в сторону направления вращения ступицы ограничен упорами, закрепленными на верхней грани несущего кольца, а в обратную сторону посредством упругих элементов, сопряженных с упорами предыдущих втулок. Монтажные втулки выполнены в виде четырехгранных призм и снабжены тремя технологическими отверстиями, два из которых выполнены с параллельными осями, ось третьего отверстия выполнена перекрещивающейся с двумя другими, причем ось последнего отверстия выполнена параллельно длинной стороне призмы, при этом одна из граней призмы, сопрягаемая с упругими элементами, выполнена с плавными переходами с верхним и нижним основаниями. Упругий элемент выполнен в виде объемного образного элемента, петлеобразный конец которого размещен на верхней части зуба, а спаренные его концы сопряжены с одним из упоров. Упругий элемент выполнен предпочтительно из проката круглого сечения. Спаренные концы упругого элемента выполнены с возможностью контакта с рабочей гранью монтажной втулки. Грань монтажной втулки, противоположная ее рабочей грани, выполнена с возможностью сопряжения с упором. Монтажные втулки размещены на осях несущего кольца посредством подшипников скольжения, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки.

За счет того, что зубовый рабочий орган в монтажной втулке установлен с возможностью поворота в тангенциальной плоскости несущего элемента и посредством упругого элемента удерживается в заданном положении, обеспечивается полное уничтожение сорняков в защитной зоне, включая и ось рядка растений, интенсивное крошение почвы и смещение растительных и корневых остатков предшественника в междурядье и мульчирование ими поверхности междурядий, сохраняя запас влаги и корнеобитаемом слое.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выполнение источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию "изобретательского уровня" был проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требование "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 показана одна из секций ротационных рабочих органов культиватора-рыхлителя с зубовыми рабочими органами в рабочей зоне при обработке рядка высокостебельных растений, вид спереди; на фиг.2 вид А на фиг. 1, ротационный рабочий орган, вид в плане; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 2, размещение зубьев в виде конусов посредством монтажных втулок на внешней и внутренней концентрических окружностях симметрично оси несущего кольца; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2, размещение упругих элементов на монтажных втулках внешнего и внутреннего рядов; на фиг. 5 вид Г на фиг. 1, последовательное размещение упругих элементов между верхним основанием призмы монтажной втулки и резьбовой частью зубьев и упором для зубовых рабочих органов внешнего ряда; на фиг. 6 вид Д на фиг. 2, размещение упругого элемента между нижним основанием призмы монтажной втулки и широким основанием конусного зуба; на фиг. 7 сечение Е-Е на фиг. 5, взаимное положение монтажной втулки и ее оси при установке зубового рабочего органа на внешней окружности несущего кольца; на фиг. 8 сечение Ж-Ж на фиг. 6, взаимное положение монтажной втулки и ее оси при установке зубового рабочего органа на внутренней окружности несущего кольца.

Культиватор-рыхлитель, кроме известных серийно-выпускаемых узлов, содержит установленные на раме посредством вертикальных наклонных осей 1 ротационные рабочие органы в виде несущих колец 2, спиц 3, ступиц 4 и зубья 5. Зубья 5 закреплены в втулках 6 шарнирно на осях 7 и размещены по отношению несущего кольца 2 по концентрическим окружностям. Зубья 5 каждого рабочего органа расположены в шахматном порядке, а по отношению к зубьям 5 другого ряда в рабочей зоне с перекрещиванием.

Зубья 5 внешнего и внутреннего рядов закреплены в монтажных втулках 6 посредством шайб 8, 9 и гаек 10, причем упругий элемент 11 для зубьев 5 внешнего ряда размещен между шайбой 8 и нижним основанием монтажной втулки 6, а для зубьев 5 внутреннего ряда между зубом 5 и нижним основанием монтажной втулки 6. Монтажные втулки 6 выполнены в виде четырехгранных призм и снабжены тремя технологическими отверстиями, два из которых выполнены с параллельными осями, ось третьего отверстия выполнена перекрещивающейся с двумя другими, причем ось последнего отверстия выполнена параллельно длинной стороне призмы, при этом одна из граней призмы, сопрягаемая с другими элементами 11, выполнена с плавными переходами с верхним и нижним основаниями. Упругий элемент 11 выполнен в виде объемного -образного элемента, петлеобразный конец которого размещен на верхней части зуба 5, а спаренные его концы сопряжены с одним из упоров 12. Упругий элемент 11 выполнен предпочтительно из проката круглого сечения. Спаренные концы упругого элемента 11 выполнены с возможностью контакта с рабочей гранью монтажной втулки 6. Грань монтажной втулки 6, противоположная ее рабочей грани, выполнена с возможностью сопряжения с упором 12. Другим концом упругий элемент 11, выполненный в виде -образного элемента, упирается в упор 12, размещенный на несущем кольце 2. Упор 12 ограничивает поворот монтажной втулки 6 с зубом 5 против направления вращения рабочего органа. В монтажной втулке 6 предусмотрены два отверстия для их крепления на осях 7 подшипников скольжения 12, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки, шайб 14, 15 и гаек 16. Верхние отверстия в монтажных втулках 6 используют при размещении на оси 7 зубьев 5 на внешней стороне несущего кольца 2. Нижние технологические отверстия в монтажных втулках 6 используют при размещении зубьев 5 на внутренней стороне несущего кольца 2.

Размещение упругого элемента 11 между зубом 5 и нижним основанием монтажной втулки 6 для внутреннего ряда зубьев 5 по сравнению с размещением упругого элемента 11 между верхней частью технологической втулки 6 и шайбой 8 обеспечивает возврат зуба 5 в исходное положение до упора 12 после встречи с препятствием и одинаковое усилие на деформацию почвы при обработке рядов растений и их защитных зон.

Подшипники скольжения 13 обеспечивают минимальное усилие поворота втулок 6 на осях 7. В качестве материала подшипника скольжения 13 выбран фторопласт, не требующий смазки.

Все описанные детали выполнены унифицированными и взаимозаменяемыми.

Культиватор-рыхлитель работает следующим образом. Его работа приводится на примере возделывание пропашных культур по стерневому фону предшественника. При поступательном движении культиватора-рыхлителя зубья 5 внешнего и внутреннего рядов контактируют с почвой. Наклон осей 1 в поперечно-вертикальной плоскости позволяет зубья 5 максимально приблизить к оси ряда и обрабатывать почву в защитной зоне без повреждения растений. Поступательное движение культиватора-рыхлителя за счет наклона осей 1 совершает вращательное движение ступиц 4 с зубьями 5. Зубья 5 совершают сложное движение. При внедрении зуба 5 его закругленный конец деформирует почву. Вместе с этим конец зуба 5 извлекает сорняки. Дальнейшее перемещение зубьев 5 приводит к увеличению глубины внедрения в почву. Затем зуб 5 выглубляется. При этом растительные и корневые остатки из защитной зоны вместе с сорняками перемещаются им на середину междурядий, производя мульчирование верхнего слоя. Многократное перемещение зубьев 5 внешнего и внутреннего рядов производят интенсивное крошение почвы. Рыхлая почва в защитных зонах рядков и мульчирование средней части междурядий посевов кукурузы (подсолнечника, сорго, амаранта и др.) исключает иссушение корнеобитаемого слоя. Упругие элементы 11 обеспечивают поворот монтажных втулок 6 с зубьями 5, что исключает нависание сорняков на них, а также и их деформацию. Описанный культиватор-рыхлитель с зубовыми рабочими органами успешно работает на твердых и каменистых почвах. Каждый зуб 5 при встрече с камнем упирается в него. Под воздействием увеличивающейся нагрузки зуб 5 вместе с втулкой 6 на подшипниках скольжения 13 поворачивается вокруг оси 7 в тангенциальной плоскости несущего кольца 2. Одновременно с поворотом зуба 5 происходит поворот ступицы 4 зубового рабочего органа. Зуб 5 при встрече с камнем в указанном случае выглубляется, копируя поверхность камня или препятствия. Обойдя препятствие, под воздействием усилия упругого элемента 11, зуб 5 возвращается в исходное положение.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
для изобретения подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных или известных средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использование: изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы в междурядьях пропашных культур при возделывании по стержневому фону. Сущность изобретения: культиватор-рыхлитель, кроме известных рабочих узлов, содержит установленные на раме посредством вертикальных наклонных осей ротационные рабочие органы в виде ступиц со спицами несущими кольцами с закрепленными на них по концентрическим окружностям зубьями в виде конусов, установленных закругленными вершинами вниз. Зубья ротационного рабочего органа расположены в шахматном порядке, а по отношению к зубьям другого ряда в рабочей зоне - с прекрещиванием. Новым в конструкции ротационных рабочих органов является то, что несущее кольцо снабжено попарно размещенными в шахматном порядке на ее внешней и внутренней гранях осями, упорами, упругими элементами и монтажными втулками, установленными с возможностью поворота и закрепленными в них зубьями и упругими элементами. 4 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Культиватор, содержащий установленные на раме посредством расположенных в поперечной вертикальной плоскости наклонных осей ротационные рыхлительные рабочие органы, каждый из которых выполнен в виде ступицы с присоединенным к ней с помощью спиц несущим кольцом, на котором в отверстиях монтажных втулок жестко закреплены своими хвостовиками, имеющими резьбовую часть, зубья, размещенные в шахматном порядке по внешней и внутренней концентрическим окружностям, причем зубья в рабочей зоне одного рабочего органа расположены с перекрещиванием зубьев в рабочей зоне другого рабочего органа, отличающийся тем, что каждая монтажная втулка выполнена с двумя расположенными одно над другим крепежными отверстиями, отстоящими на расстоянии от отверстия под зуб и снабжена упругим элементом, а каждый зуб выполнен в виде конуса с обращенной вниз закругленной вершиной, при этом втулки зубьев, расположенных по внешней из окружностей, и зубьев, расположенных по внутренней окружности, соединены попарно между собой посредством присоединяемых к несущему кольцу осей, один конец каждой из которых закреплен в верхнем крепежном отверстии втулки для зуба, расположенного по внешней окружности, с упругим элементом, размещенным между верхней гранью этой втулки и резьбовой частью хвостовика зуба, а другой конец упомянутой оси размещен в нижнем крепежном отверстии втулки для зуба, расположенного по внутренней окружности, с упругим элементом, размещенным между нижней гранью данной втулки и основанием конуса зуба, причем каждая втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси, на которой она закреплена, в плоскости, тангенциальной к плоскости несущего кольца, между двумя упорами и упор для ограничения поворота в направлении вращения рабочего органа втулки с зубом, расположенным по внешней окружности, закреплен на нижней стороне несущего кольца, а соответствующий упор для поворота втулки с зубом, расположенным по внутренней окружности, закреплен на верхней стороне несущего кольца рабочего органа, при этом упругий элемент втулки с зубом, расположенным по внешней окружности, сопряжен с упором, ограничивающим указанный поворот втулки, расположенной позади данной, и упругий элемент втулки с зубом, расположенным по внутренней окружности, сопряжен с упором, расположенным впереди втулки, на которой он закреплен. 2. Культиватор по п. 1, отличающийся тем, что каждая монтажная втулка выполнена в виде четырехгранной призмы, одна из граней которой, сопрягаемая с упругими элементами, имеет плавные переходы к верхнему и нижнему основаниям, а осевая линия отверстия втулки под зуб расположена с перекрещиванием относительно осевых линий крепежных отверстий данной втулки, причем последние осевые линии параллельны между собой. 3. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен объемным и петлеобразным с петлевой частью, размещенной на верхней части зуба, и сближенными между собой концами, сопряженными с одним из упоров. 4. Культиватор по п.1 или 2, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен из проката круглого сечения. 5. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что монтажные втулки установлены на осях посредством подшипников скольжения, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки.