РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1997 года по МПК A01B35/26 A01B35/22 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для поверхностной обработки почвы.

Известна плоскорежущая лапа, включающая стойку, на которой шарнирно закреплена стрельчатая лапа с передней кромкой.[1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся ограниченная сфера действия, недостаточная износостойкость и повышенная удельная металлоемкость.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому по совокупности признаков является рабочий орган для обработки паров, содержащий стойку и плоскорежущую одностороннюю лапу, имеющую жестко соединенный со стойкой щиток с лезвием, установленным под острым углом к направлению движения, и рабочей плоскостью. [2](прототип).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании этого устройства, относятся ограниченные функциональные возможности: рабочий орган имеет фиксированный вылет (ширину захвата) и может использоваться только для обработки паров; недостаточная износостойкость, поскольку не предусмотрено специальных конструктивно-технологических мер, улучшающих этот важный показатель; повышенная удельная металлоемкость по причине изначально не имеющего повышенной жесткости профиля с тупым углом между лапой и щитком, при этом подобное расположение щитка приносит малоощутимые агротехнические результаты и исключает применение рабочего органа для междурядной обработки посевов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено изобретение, повышение эффективности использования рабочего органа.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, расширение функциональных возможностей, повышение износостойкости и снижение удельной металлоемкости рабочего органа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе культиватора, содержащем стойку и плоскорежущую одностороннюю лапу, имеющую соединенный со стойкой щиток с лезвием, щиток выполнен Г-образным таким образом, что его сопряженная с лапой сторона расположена вертикально, другая сторона горизонтально и параллельно лапе, а при виде спереди щиток совместно с лапой образует [-образный профиль с горизонтальными сторонами разного вылета, с двусторонним лезвием по все длине и с возможностью переустановки на стойке на 180^o в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом при виде в плане обе горизонтальные стороны по наружному контуру имеют форму трапеции, непараллельные стороны которой склонены в сторону, противоположную вертикальной стороне профиля, и снабжены лезвием, а внутри трапеции предусмотрен преимущественно треугольный вырез, примыкающий одной стороной к стойке. Наряду с этим рабочий орган может быть снабжен двумя [-образными профилями, оппозитно расположенными относительно друг друга и примыкающими вертикальными сторонами к стойке; на вертикальной стороне профиля выполнена выдавка, взаимодействующая со стойкой; на этой же стороне предусмотрены треугольные вырезы, являющиеся продолжением вырезов на горизонтальных сторонах профиля и снабженные пазом, расположенным на вершине треугольника и одновременно на оси симметрии профиля; профиль соединен со стойкой посредством резьбового элемента и стержня с головками по концам, взаимодействующими с пазами на вертикальной стороне профиля; эта же сторона выполнена в виде двух геометрически подобных трапеций, обращенных друг к другу короткими сторонами, параллельными горизонтальным сторонам профиля; на непримыкающих к стойке сторонах треугольника вырезов на горизонтальных сторонах профиля выполнены отбуртовки, направленные внутрь профиля; развертка профиля выполнена в виде фигуры, вписывающейся четырьмя сторонами в правильный ромб.

На фиг.1 изображен общий вид рабочего органа культиватора, вид слева; на фиг. 2 то же, вид в плане; на фиг.3 то же, вид спереди; на фиг.4 разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 развертка [-образного профиля; на фиг.6 общий вид рабочего органа культиватора с двумя [-образными профилями, вид спереди; на фиг.7 то же, вид в плане; на фиг.8 и 9 разрезы Б-Б и В-В на фиг.6 соответственно; на фиг.10 разрез Г-Г на фиг.9; на фиг.11 и 12 схемы, иллюстрирующие выкройки [-образного профиля из полосового и листового проката соответственно; на фиг. 13 16 схемы, иллюстрирующие использование рабочих органов при междурядной обработке различных сельскохозяйственных культур.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Рабочий орган культиватора включает стойку 1 и один (фиг.1 4) или два (фиг.6 9) [-образных профиля 2. Условно можно трактовать, что профиль 2 образуется жестко соединенными между собой односторонней плоскорежущей лапой 3 и Г-образным щитком таким образом, что его сопряженная с лапой сторона 4 расположена вертикально, а другая сторона 5 горизонтально и параллельно лапе 3. В итоге на виде спереди (фиг. 3,6) щиток совместно с лапой образуют [-образный профиль с горизонтальными сторонами 3 и 5 разного вылета и с двусторонним лезвием 6 и 7 по всей длине всех трех сторон 3 5 профиля (фиг. 1 4, 6 9). Радиус сгиба R (фиг.3, 6) между вертикальной 4 и горизонтальными 3 и 5 сторонами профиля составляет 15 20 мм. Кроме того, [-образный профиль 2 выполнен с возможностью переустановки на стойке 1 на 180^o в вертикальной и горизонтальной плоскостях; это означает, что односторонними плоскорежущими лапами поочередно могут быть обе горизонтальные стороны 3 и 5 профиля с двусторонними лезвиями. При виде в плане (2,4,7-9) обе горизонтальные стороны по наружному контуру имеют форму трапеции CDEF и C'D'E'F' (фиг. 2,5), непараллельные стороны CD и FE которой склонены в сторону, противоположную вертикальной стороне 4 профиля (CF>DE), и снабжены лезвием 6 и 7. Вследствие этого с двух сторон каждой плоскорежущей лапы 3 и 5 образуется угол раствора γ (фиг. 2). Внутри каждой трапеции предусмотрен преимущественно треугольный вырез GHK или G'H'K', примыкающий одной стороной GK(G'K') к стойке 1.

При наличии в составе рабочего органа двух [-образных профилей 2 последние оппозитно расположены относительно друг друга ( фиг.6) и вертикальными сторонами 4 примыкают к стойке 1. На этих же вертикальных сторонах выполнена выдавка 8 (фиг. 4, 8, 9), при этом в сечении, взаимодействующем с почвой, стойка 1 имеет форму вытянутого шестиугольника, острые кромки которого несут функции лезвий на стойке. Три стороны (фиг. 4) или все шесть сторон (фиг. 8, 9) шестиугольника взаимодействуют с выдавкой 8. На вертикальной стороне 4 [-образного профиля 2 также предусмотрены преимущественно треугольные вырезы GKL и G'K'L' (фиг. 1,5), являющиеся продолжением треугольных вырезов на горизонтальных сторонах 3 и 5 профиля их стороны GK и G'K' являются общими (фиг.5). Указанные вырезы снабжены пазами 9 и 10, расположенными соответственно на вершинах L и L' треугольников и одновременно на оси 1-1 симметрии профиля. Один или оба [-образных профиля 2 соединены со стойками 1 посредством резьбового элемента (фиг. 1,3,6,8) (фиг. 1,3,4,6,9), которые взаимодействуют с пазами 9 и 10 на вертикальной стороне 4 профиля, при этом при наличии одного профиля 2 головки стержня 1 плотно не прилегают к стойке (фиг. 4).

Для размещения резьбового элемента 11 и стерня 12 на стойке предусмотрены верхнее и нижнее отверстия. Вертикальная стойка 4 [-образного профиля 2 выполнена в виде двух геометрически подобных трапеций CFMN и C'F'MN (фиг. 1,5), обращенных друг к другу короткими сторонами MN, параллельными горизонтальным сторонам 3 и 5 профиля. На непримыкающих сторонах GH и HK (G'H' и H'K') треугольных вырезов на горизонтальных сторонах 3 и 5 профиля выполнены отбуртовки 13 (фиг.10), направленные внутрь профиля (фиг. 1-4, 6-9). Отбуртовки 13 придают горизонтальным сторонам 3 и 5 лапам некоторую жесткость и предназначены для рыхления почвы.

Развертка [-образного профиля 2 (фиг.5) выполнена в виде сложной фигуры (линии последующего изгиба показаны пунктиром). Эта фигура своими наружными четырьмя сторонами CD, EF, C'O' и E'F' вписывается в правильный ромб PQRS. Благодаря этому изготовление развертки профиля 2 с минимальными отходами металла возможно из полосового (фиг. 11) и листового (фиг. 12) проката. В обоих вариантах толщина проката составляет 4 -5 м при максимальном вылете (ширине захвата) одной лапы A₁=150.220 мм (фиг. 3, 6, 13, 15); вылет другой лапы A₂<A₁. Профиль 2 изготавливается из высокоуглеродистой преимущественно легированной стали типа 65Г и после придания детали необходимой формы подвергается объемной термообработке. Лезвия 6 и 7 имеют дополнительное поверхностное термоупрочнение, например при нагреве токами высокой частоты или воздействий лучом лазера (высокоуглеродистая сталь, как известно, способствует этому). Термоупрочнению подвергается также шестиугольное сечение стойки 1.

Рабочий орган культиватора используется следующим образом.

Наиболее эффективно рабочий орган используется при междурядной обработке (культивации) посевов, когда для определенных сельскохозяйственных культур с учетом влагообеспеченности устанавливается своя ширина междурядий. При обработке междурядий пропашных культур в условиях сухого земледелия - кукурузы, подсолнечника, сорго, суданской травы, амаранта, мальвы и т.п. с шириной междурядий B₁= 700 мм (фиг. 13) предусматривается набор из четырех [-образных профилей 2, односторонней плоскорежущей лапой которого является большая горизонтальная сторона 3 с вылетом (шириной захвата) A₁. При обработке тех же пропашных культур, но в условиях орошаемого земледелия ширину междурядий B₂ принимают, как правило, 600 мм (фиг. 14), в этом варианте также предусматриваются четыре профиля 2, но плоскорежущей лапой становится меньшая горизонтальная сторона 5 с вылетом A₂. При междурядной обработке технических культур типа сахарной свеклы, льна-долгунца, мака и т.п. (B₃= 450мм) используют два профиля 2 с вылетом A₁ (фиг.15), а при обработке крупяных культур крупноплодных сортов гречихи, проса и т.п. (B₄=300 мм) также используют два профиля 2, но с вылетом A₂ (фиг.16). Во всех вариантах свободной от обработки остается соответствующая защитная зона b₁•b₂ и обеспечивается необходимое перекрытие ширины захвата плоскорежущих лап Da₁, Δa₂
В соответствии со схемой междурядной обработки посевов на стойке 1 устанавливают один или два [-образных профиля 2 с нижним расположением горизонтальной стороны 3 (при вылете A₁) или 5 (вылет A₂). Для этого движением сверху-вниз через головку стержня 12 на стойке 1 пропускают вырезы GKH и GKL (G'К'H' и G'K'L') соответственно на одной из горизонтальных 3 или 5 и вертикальной 4 сторонах профиля и заводят тело стержня 12 в соответствующий паз 9 или 10. Вследствие этого противолежащий паз на той же вертикальной стороне 4 оказывается совмещенным с верхним отверстием на стойке, куда пропускают резьбовой элемент 11, который затем затягивают. При этом головки стержня 12 плотно не прилегают к стойке 1 и к вертикальной стороне 4 профиля стержень несет функции штифта. Стабилизации профиля 2 относительно трех сторон шестиугольного сечения стойки 1 способствует выдавке 8 на вертикальной стороне 4 профиля. Несмотря на это крепление одного или двух профилей 2 на стойке 1 производится по существу одним резьбовым элементом 11.

При рабочем проходе культиватора односторонне плоскорежущие лапы 3 или 5 [-образного профиля 2 своими лезвиями 6 или 7 и частично вертикальной стороной 4 профиля и нижней частью стойки 1 ее острой кромкой шестиугольного сечения производят поверхностную обработку почвы и подрезание корней сорняков. Некоторое рыхление вспучивание почвы осуществляется посредством соответствующих отбуртовок 13 на лапах 3 или 5. Наличие угла раствора γ на лапках способствует более надежному перерезанию корней сорняков, сносу подрезанных растений в сторону и самоочищению лапы. Наличие склона сторон CN(C'N) или DM(D'M) трапеции на вертикальной стороне 4 профиля также способствует самоочищению рабочего органа, сопровождающегося некоторым перемещением вверх стеблей сорняков и частиц почвы. Высокая износостойкость рабочего органа достигается за счет двойного объемного и поверхностного термоупрочнения лезвий 6 и 7 и термообработки шестиугольного сечения стойки 1. В случае затупления и износа лезвий после их длительной работы срок службы рабочего органа можно существенно продлить путем переустановки на стойке [-образного профиля 2 как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. В последнем случае профиль 2 переставляется на другую сторону стойки 1, при наличии двух профилей 2 они меняются местами на стойке 1. Тот же эффект будет достигнут, если стойку 1 развернуть на 180^o относительно рамы культиватора при сохранении положения профилей 2 на стойке. Во всех вариантах в работу вступает противолежащее лезвие 6 или 7.

Таким образом, изобретение позволяет рассширить функциональные возможности рабочего органа за счет установки на стойке одного или двух [-образных профилей и за счет наличия различных вылетов (ширины захвата) A₁ или A₂. Повышение износостойкости почти в 4 раза достигается путем переустановки на стойке [-образного профиля на 180^o как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, вследствие чего в работу поочередно вовлекаются 4 лезвия (2 на каждой стороне каждой плоскорежущей лапы), дополнительно к этому срок службы профиля увеличивается за счет применения высокоуглеродистой легированной стали с объемным и поверхностным термоупрочнением лезвий. Снижению удельной металлоемкости рабочего органа способствуют в основном максимально возможная облегченная и функционально обоснованная форма [-образного профиля с наклонами рабочих кромок и вырезами внутри, а также существенное повышение износостойкости, поскольку удельную металлоемкость можно трактовать как отношение собственной массы к главному параметру или произведению главных параметров, к числу которых безусловно относится срок службы.

Источники информации:
1. Авт. свид. СССР N 1477264, кл. A 01 B 35/26, 1989.

2. Патент РФ N 2021649, кл. A 01 B 35/02, 1994.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, а именно в орудиях для обработки почвы. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку и плоскорежущую одностороннюю лапу, имеющую соединенный со стойкой щиток с лезвием, выполненный Г-образным. Сопряженная с лапой сторона щитка расположена вертикально, другая сторона - горизонтально параллельно лапе. Если смотреть спереди, щиток совместно с лапой образуют [-образный профиль с горизонтальными сторонами разного вылета, двусторонним лезвием по всей длине и возможностью переустановки на стойке на 180^o в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В плане обе горизонтальные стороны по наружному контуру имеют форму трапеции, внутри которой предусмотрен преимущественно треугольный вырез. 7 з.п.ф-лы, 16 ил.

1. Рабочий орган культиватора, содержащий стойку и плоскорежущую одностороннюю лапу, имеющую соединенный со стойкой щиток с лезвием, отличающийся тем, что щиток выполнен Г-образным таким образом, что его сопряженная с лапой сторона расположена вертикально, другая сторона - горизонтально и параллельно лапе, а на виде спереди щиток совместно с лапой образует [-образный профиль с горизонтальными сторонами разного вылета, с двусторонним лезвием по всей длине и с возможностью переустановки на стойке на 180^o в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом на виде в плане обе горизонтальные стороны по наружному контуру имеют форму трапеции, непараллельные стороны которой склонены в сторону, противоположную вертикальной стороне профиля, и снабжены лезвием, а внутри трапеции предусмотрен преимущественно треугольный вырез, примыкающий одной стороной к стойке. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя [ - образными профилями, оппозитно расположенными друг относительно друга и примыкающими своими вертикальными сторонами к стойке. 3. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что на вертикальной стороне [-образного профиля выполнена выдавка, взаимодействующая со стойкой. 4. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что на вертикальной стороне [-образного профиля предусмотрены преимущественно треугольные вырезы, являющиеся продолжением вырезов на горизонтальных сторонах профиля и снабженные пазом, расположенным на вершине треугольника и одновременно на оси симметрии профиля. 5. Рабочий орган по пп.1 4, отличающийся тем, что [-образный профиль соединен со стойкой посредством резьбового элемента и стержня с головками по концам, взаимодействующими с пазами на вертикальной стороне профиля. 6. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что вертикальная сторона [-образного профиля выполнена в виде двух геометрически подобных трапеций, обращенных друг к другу короткими сторонами, параллельными горизонтальным сторонам профиля. 7. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что на не примыкающих к стойке сторонах треугольных вырезов на горизонтальных сторонах [-образного профиля выполнены отбуртовки, направленные внутрь профиля. 8. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что развертка [-образного профиля выполнена в виде фигуры, вписывающейся своими четырьмя сторонами в правильный ромб.