РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1997 года по МПК A01B39/18 A01B39/28 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для обработки междурядий пропашных культур.

Известна 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; передняя кромка лапы сопряжена с поверхностью паза, а задняя стенка стойки размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг оси шарнира, походящей через нижнюю точку рабочей кромки стойки; рабочая кромка стойки расположена под острым углом к направлению движения (авт. свид. СССР N 1477264, кл. A 01 B 35/26, 1989).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства несмотря на выполнение рабочей кромки стойки под острым углом к направлению движения, относится нависание неперерезанных корней сорняков, что приводит к заболеванию растительными и корневыми остатками рабочего органа.

Известно также почвообрабатывающее орудие, включающее раму и установленные на ней на стойках друг за другом дисковый нож и плоскорежущий рабочий орган, в котором, с целью снижения тягового сопротивления, повышения качества обработки почвы и эксплуатационной надежности, орудие снабжено опорными элементами, выполненными в виде полозьев, каждый из которых закреплен на боковой стороне стойки дискового ножа и плоскорежущего рабочего органа, при этом стойка плоскорежущего рабочего органа выполнена дугообразной, огибающей дисковый нож; каждый полоз установлен с возможностью регулирования его по высоте (авт.свид. СССР N 1752210, кл. A 01 B 49/02, 1992).

Режущей кромкой дискового ножа растительные и корневые остатки увлекаются в почву и должны перерезаться. Однако выполнение режущей кромки дискового ножа по дуге окружности не выполняет условий резания корней сорняков на упругом упоре. Поэтому сорняки лишь вдавливаются в почву, а рабочий орган при этом выглубляется. Последнее приводит к увеличению тягового сопротивления и нарушению технологического процесса обработки слоя почвы.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является рабочий орган культиватора, включающий культиваторную лапу со стойкой, имеющей продольную прорезь, и установленный в ней посредством горизонтальной оси рыхлящий рабочий орган в виде диска с режущей кромкой, в котором диск выполнен гофрированным, а ось диска размещена в продольном пазу по середине стойки и подпружинена относительно стойки с возможностью перемещения в пазу (Патент РФ N 2009625, кл. A 01 B 35/18, 1991).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся нависание сорняков на стойке рабочего органа культиватора и низкое качество обработки почвы в междурядьях пропашных культур.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, повышение эффективности использования рабочего органа культиватора при проведении междурядных обработок пропашных культур, засоренных сорняками.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, повышение качеств обработки почвы в междурядьях пропашных культур и снижение тягового сопротивления рабочих органов культиватора.

Указанный технический результат при осуществлении изображения достигается тем, что в известном рабочем органе культиватора, включающем культиваторную одностороннюю лапу со стойкой и установленный на ней посредством горизонтальной оси рыхлящий рабочий орган с режущей кромкой, в котором снабженный и размещенный на внешней боковой грани односторонней лапы рыхлящий рабочий орган выполнен в виде качающегося плоского ножа с режущей кромкой по ломанным линиям, размещенными по хордам архимедовой спирали и лезвиями на внешней грани рыхлящего органа с переменными углами заточки, уменьшающимися с удалением от горизонтальной оси качания; сопрягаемая поверхность культиваторной односторонней лапы с рыхлящим рабочим органом снабжена опорной площадкой; горизонтальная ось качания рыхлящего рабочего органа выполнена в виде ступенчатого тела вращения, внешняя часть которой размещена в сквозных цилиндрических отверстиях рыхлящего рабочего органа и культиваторной плоскорежущей лапы и в глухом отверстии стойки и зафиксирована крепежным элементом, размещенным в его ступенчатом отверстии и в резьбовом отверстии стойки; крепежный элемент выполнен в виде болта и стопорного винта, установленных в резьбовом отверстии стойки с обеих ее сторон; привод рыхлящего рабочего органа в виде штанги, вилка которой шарнирно соединена с его удаленным диаметрально противоположным концом от лезвий; вилка размещена с возможностью изменения положения на резьбовом конце штанги; углы заточки лезвий плоского ножа выполнены равными в диапазонах 40.45^o, 30.35^o, 20.25^o и 10.15^o соответственно на участках с удалением от оси качания.

За счет того, что рыхлящий рабочий орган выполнен в виде качающегося плоского ножа с режущей кромкой по ломанным линиям, размещенным по хордам архимедовой спирали, и лезвиями на внешней грани рыхлящего органа с переменными углами заточки, уменьшающимися с удалением от оси качания, достигается указанный выше технический результат.

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 "новизны" 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 влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата не происходит.

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

На фиг. 1 изображен рабочий орган культиватора с односторонней плоскорежущей лапой и рыхлящим рабочим органом, вид слева; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, вид в плане рабочего органа культиватора; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1, диаметральное сечение оси качания рыхлящего рабочего органа и ее крепежного элемента; на фиг. 4 показана кинематика рыхлящего рабочего органа на стойке культиваторной односторонней плоскорежущей лапы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключается в следующем.

Рабочий орган культиватора содержит прямоугольную стойку 1 и прикрепленную в ее нижней части культиваторную одностороннюю лапу 2. Односторонняя лапа 2 (левая или правая) со стойкой 1 соединена парой цилиндрических заклепок 3 с потайными головками. Нижняя часть стойки 1 выполнена со скосом 4 на ее фронтальной части.

Культиваторная плоскорежущая лапа 2 снабжена режущими кромками 5 и 6, выполненными на ее вертикальной и горизонтальной частях. Режущие кромки 5 и 6 образованы лезвиями 7 и 8 путем заточки граней 9 и 10 плоскорежущей лапы 2 под углом i₁=25^o±3^o. На внешней боковой грани 11 плоскорежущей лапы 2 и нижней части стойки 1 между парой цилиндрических заклепок 3 выполнено ступенчатое цилиндрическое отверстие 12 с диаметром 20 мм и резьбовое отверстие 13 диаметром под метрическую резьбу М12. Верхняя часть плоскорежущей лапы 2 снабжена опорной площадкой 14.

Рыхлящий рабочий орган выполнен в виде качающегося плоского ножа 15 с режущей кромкой 16 по одной стороне и с отверстием на плече 17 на другой стороне. Режущая кромка 16 выполнена по ломанным линиям, размещенным по хордам архимедовой спирали. На внешней грани 18 рыхлящего рабочего органа выполнены лезвия 19, 20, 21 и 22 с переменными углами заточки, равными соответственно i₂=40.45^o, i₃=30.35^o, i₄=20.25^o и i₅=10.15^o. Плоский нож 15 снабжен круглым отверстием для установки рыхлящего рабочего органа на горизонтальной оси качания 23. Ось качания 23 выполнена в виде ступенчатого тела вращения из закаленной стали.

Буртик 24 оси качания 23 сопряжен с внешней гранью 18 плоского ножа 15. Внешняя цилиндрическая часть оси качания 23 размещена в сквозных цилиндрических отверстиях 12 рыхлящего рабочего органа и культиваторной плоскорежущей лапы 2 и в глухом отверстии в нижней части стойки 1. Положение горизонтальной оси качания 23 в глухом отверстии 12 стойки 1 зафиксировано в резьбовом отверстии 13 крепежным элементом 25. Крепежный элемент 25 выполнен в виде резьбового болта М12 с потайной головкой и стопорного винта 26, ввинченных в резьбовое отверстие 13 стойки 1 с двух ее сторон.

Описанное конструктивное исполнение обеспечивает минимальные габариты шарнирного узла соединения плоского ножа 15 с осью качания 23. Стопорный винт 26 исключает самопроизвольное отворачивание крепежного элемента 25 из резьбового отверстия 13 стойки 1.

Привод рыхлящего рабочего органа выполнен в виде штанги 27 и вилки 28, которая шарнирно соединена пальцем 29 с отверстием на плече 17 плоского ножа 15. Вилка 28 размещена на резьбовом конце штанги 27 с возможностью изменения ее положения и на нем зафиксирована гайкой 30. Штанга 27 совершает возвратно-поступательное движение посредством привода, снабженного источником мощности.

Рабочий орган культиватора функционирует следующим образом.

Стойку 1 с односторонней плоскорежущей культиваторной лапой 2 известным образом устанавливают на грядиле секции пропашного культиватора на заднюю глубину рыхления и на необходимую величину смещения от оси рядка возделываемой культуры с учетом допустимой ширины защитной зоны. После выполнения всех установочных регулировок проверяют привод рыхлящих рабочих органов путем перевода плеча 17 в крайние верхнее и нижнее положения за счет принудительного перемещения штанги 27. При крайнем верхнем положении плеча 17 режущая кромка 16 удаленного лезвия 19 от оси качания 23 должна быть совмещена с наклонной режущей кромкой 6 на вертикальной грани 10 носка плоскорежущей односторонней лапы 2. Любые несоответствия устраняют длиной штанги 27 свинчиванием вилки 28 с резьбовой части штанги 27 при расконтренной гайке 30. Частоту вертикальных перемещений штанги 27 устанавливают с учетом поступательной скорости плоскорежущей лапы 2 и засоренности участка поля. При движении рабочего органа культиватора режущая кромка 5 лезвия 7 подрезает слой почвы с корнями сорняков. Подрезанные сорняки с разрыхленной почвой сходят с горизонтальной грани 9. Стебли сорняков и их корни со стороны рядка растений поступают на режущую кромку 6 лезвия 8. Так как величина подпора корней и стеблей на режущую кромку недостаточна, то последние нависают на стойке 1. Нависшие сорняки вместе с почвой из междурядий образуют призму волочения, что приводит к резкому увеличению тягового сопротивления рабочего органа. При крайнем нижнем положении плеча 17 плоского ножа 15 и перемещении штанги 27 вверх, режущая кромка 16 лезвия 22 разрезает нависшие корни сорняков на жестком упоре, которой является режущая кромка односторонней лапы 2.

Угол заточки лезвия 22 выполнен равным i₂=40.45^o. При дальнейшем повороте плоского ножа 15 на горизонтальной оси 23 режущая кромка 16 лезвия 21 разрезает часть выскользнувших стеблей и корней из раствора между режущими кромками 16 и 6 лезвий 22 и 8. Часть стеблей разрезается лезвием 21 с меньшим углом заточки i₃=30.35^o. Дальнейший поворот плоского ножа 15 на оси 23 при перемещении штанги 27 посредством привода приводит к тому, что корни сорняков в почве разрезаются лезвием 21 с углом заточки i₄=20.25^o.

При большом количестве поступающей массы растительных остатков последние развертываются в почве лезвием 19 с режущей кромкой 16. Лезвие 19 образовано заточкой внешней грани 18 плоского ножа 15 под углом i₅=10^o.15^o, осуществляя резание стеблей на упругом упоре. Лезвия 21 и 22 плоского ножа 15 больше времени находятся в абразивной почвенной среде. Лезвия 21 и 22 углами заточки i₂ и i₃ менее подвержены механическому износу. Лезвия 19 и 20 с меньшими углами заточки i₂ и i₁ больше подвержены механическому износу режущих кромок 16, однако они меньшее время работают в абразивной среде. Последовательное качание плоского ножа 15 на горизонтальной оси 23 обеспечивает полное разрезание нависших корней и стеблей сорняков на односторонней культиваторной лапе 2 и снижение тягового сопротивления культиваторного рабочего органа, одновременно обеспечивая высокое качество работы.

Выполнение режущих кромок 16 на лезвиях 19-22 по прямым линиям хорд архимедовой спирали путем повторной заточки позволяет восстановить исходную геометрию плоского ножа 15 и ее работоспособность в течение длительного времени.

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 нижеизложенной 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: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для междурядных обработок почвы при возделывании пропашных культур. Сущность изобретения: рабочий орган культиватора включает культиваторную одностороннюю лапу со стойкой и установленный на ней посредством горизонтальной оси рыхлящий рабочий орган с режущей кромкой. Рыхлящий рабочий орган в виде качающегося плоского ножа с режущей кромкой по ломанным линиям, размещенными по хордам архимедовой спирали, и лезвиями на внешней грани рыхлящего органа с переменными углами заточки, уменьшающимися с удалением от горизонтальной оси качания. Плоский нож снабжен приводом и размещен на внешней боковой грани односторонней лапы. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Рабочий орган культиватора, содержащий одностороннюю культиваторную лапу со стойкой и установленный на ней посредством горизонтальной оси рыхлительный рабочий орган с режущей кромкой, отличающийся тем, что рыхлительный рабочий орган снабжен приводом в движение, размещен на внешней боковой грани лапы и выполнен в виде плоского качающегося ножа с режущей кромкой по ломаным линиям, расположенным по хордам архимедовой спирали, и с лезвиями на внешней грани рыхлительного органа, имеющими переменные углы заточки, уменьшающиеся с удалением от оси его качания. 2. Орган по п.1, отличающийся тем, что поверхность односторонней культиваторной лапы, сопрягаемая с рыхлительным рабочим органом, снабжена опорной площадкой. 3. Орган по п.1, отличающийся тем, что горизонтальная ось качания рыхлительного рабочего органа выполнена в виде ступенчатого тела вращения, внешняя часть которого размещена в сквозных цилиндрических отверстиях, имеющихся в рыхлительном рабочем органе и плоскорежущей культиваторной лапе, и в глухом отверстии стойки, причем эта часть зафиксирована крепежным элементом, размещенным в ее ступенчатом отверстии и в резьбовом отверстии стойки. 4. Орган по п.3, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен в виде болта и стопорного винта, установленных в резьбовом отверстии стойки с обеих ее сторон. 5. Орган по п. 1, отличающийся тем, что привод рыхлительного рабочего органа выполнен в виде штанги, имеющей вилку, соединенную шарнирно с его концом, расположенным диаметрально противоположно от лезвий. 6. Орган по п.5, отличающийся тем, что вилка размещена с возможностью изменения положения на резьбовом конце штанги. 7. Орган по п. 1, отличающийся тем, что величины углов заточки лезвий плоского ножа по мере удаления лезвий от оси его качания равны соответственно 40 45, 30 35, 20 25 и 10 15^o.