ПЛУЖНЫЙ КОРПУС И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЧВЕННОГО ПЛАСТА Российский патент 1997 года по МПК A01B15/08 A01B79/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для пахоты почвы оборотными плугами.

Целью изобретения является повышение качества рыхления путем интенсивного образования в массе пласта воздушных пор и микротрещин для окисления кислородом воздуха пожнивных остатков и уменьшения сопротивления трением пласта почвы о рабочую поверхность отвала.

На фиг. 1 изображен общий вид отвала;
на фиг. 2 показан вид накладных выступов, размещенных на эвольвентной поверхности отвала;
на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 изображена траектория излома почвенного слоя при взаимодействии с неровностями отвала;
на фиг. 5 показан вид на рифленую поверхность, не изогнутую по эвольвенте;
на фиг. 6 показан вид на рабочую поверхность отвала, выполненную в виде ступеней;
на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 6;
на фиг. 8 показан вид на рабочую поверхность отвала, оснащенного выступами, выполненными в виде ребер жесткости;
на фиг. 9 то же, вид сбоку.

Плужный корпус включает в себя стойку, закрепленную на раме, лемех 1 и отвал 2, закрепленные на стойке. При этом отвал 2 содержит на эвольвентной рабочей поверхности чередующиеся между собой выступы 3 и впадины 4, образующие вид стиральной доски. При этом впадины 4 и выступы 3 отвала 2 могут быть выполнены косинусообразными, каждый из которых подвижен относительно рабочей поверхности отвала 2 и закреплен на упругом основании 5, выполненном из резины, наполняющей полость частично или по всей длине.

Выступы 3 могут быть выполнены в виде ступеней, которые формируют методом штамповки листа отвала 2 или путем наложения указанных ступеней на эвольвентную поверхность отвала 2 с наперед заданным интервалом, а для облегчения конструкции и экономии металла "теневые" участки впадин 4 содержат окна 6. Характерно, что длины верхней кромки 7 и нижней 8 не одинаковы, поэтому пласт почвы, взаимодействующий с зоной верхней кромки, "забегает" вперед, чем, собственно, достигается процесс оборота пласта. В результате волнистые или ступенчатые выступы 3 конусообразного вида на определенной (но равной) высоте, например по линии а-а, имеют равные размеры.

Помимо волнистых и ступенчатых выступы 3 могут быть выполнены ребристыми и закреплены на рабочей поверхности отвала 2. Ребристые выступы 3 размещаются в плоскостях, не параллельных друг другу и расположенных относительно друг друга под некоторым углом α.

Плужный корпус работает следующим образом.

Лемехом 1 подрезают пласт грунта и, перемещая корпус в определенном направлении, обеспечивают набегание отвала 2 на подрезанный пласт. Тогда противодействующая сила 9 способствует соударению указанного пласта о выступы 3, выполненные в виде стиральной доски и включающие впадины 4. В работе участвуют только выступы 3 и преимущественно одной стороной, обращенной в направлении лемеха 1.

Отвал 2, перемещаемый под слоем почвы, касается ее пласта только небольшими площадками, обладающими по меньшей мере десятью процентами общей площади отвала. В этом случае (с учетом ударов выступов о слой почвы) сопротивляемость корпуса при пахоте уменьшается по меньшей мере на пятьдесят процентов.

Накладные же выступы 3, выполненные поперек пахотного слоя, уменьшают массу металла, а качаясь под давлением пласта за счет резиновых подушек, способствует его разрушению.

Выступы 3 между собой симметричны, что способствует развитию резонанса, и могут быть выполнены в виде ступеней и содержать окна 6, облегчающие отвал 2, а каждая из ступеней по отношению к соседней выполнена под углом, в результате чего окна 6 размещены в "тени" ступеней и не взаимодействуют со слоем почвы, зависающей над впадинами, но ударяющейся о выступы 3.

Ввиду того, что верхняя кромка 7 отвала 2 имеет большую длину, чем его нижняя кромка 8, верхние выступы 3 обладают большей площадью и обеспечивают возможность встряхивать пласт с большим усилием.

Для уменьшения металлоемкости отвала 2 выступы 3 выполняют ребристыми, с заточенными кромками, причем указанные выступы 3 выполнены с возвышением в направлении, обратном перемещению корпуса, а каждый из выступов 3 по отношению к соседнему закреплен на рабочей поверхности отвала 2 под некоторым углом a.

Это дает им возможность разрывать слой почвы, врезаясь в верхний слой дернины, и образовывать дополнительные микро- и макротрещины, способствующие проникновению в массу почвы кислорода воздуха, выполняющего функцию окислителя органических составляющих почвенного слоя.

Применение на рабочей поверхности отвала 2 съемных или выштампованных на плоскости отвала 2 выступов 3 в виде волнистой поверхности обеспечивает состояние, при котором эвольвентная поверхность становится неровной. В этом случае, соударяясь с пластом почвы, эвольвентная поверхность отвала 2 соприкасается с почвенным слоем не всей поверхностью, а лишь ее отдельными участками, например левой стороной волнистых выступов 3, и, соударившись о выступ 3, часть пласта зависает против впадины 4 и с новой силой соударяется, но уже с очередным выступом, и т.п. Таким образом, в непосредственном контактном взаимодействии с рабочей поверхностью отвала 2 участвует не вся рабочая поверхность каждого выступа 3, взаимодействующая со слоем почвы, а лишь часть ее (и не более 20% прежней площади). Поэтому наряду с вибрацией пласта, обеспечивающей качественное самоизмельчение почвы, уменьшается сопротивление почвы, чем увеличивается тяговое усилие трактора, сокращается износ его деталей и обеспечивается возможность значительного повышения скорости перемещения при пахоте, а значит, и улучшения качества измельчения почвы.

Использование: сельское хозяйство, в частности способы и устройства для пахоты почвы оборотными плугами. Сущность изобретения: на эвольвентной поверхности отвала выполняют чередующиеся между собой выступы и впадины, а для создания в пласте пахотного слоя резонанса в зоне контакта с отвалом указанные выступы размещают на равной высоте и равном расстоянии друг от друга. В результате выступы отвала, ударяясь о пласты почвы, создают в массе пахотного слоя резонансные колебания, амплитуда которых растет в обратном направлении перемещения плуга. Интенсивно колеблющийся пласт почвы рассыпается или разрыхляется, образуя в массе грунта поры и трещины, через которые интенсивно проникают влага и окислитель. Вместе с тем, выступы и впадины, имеющие вид, например, стиральной доски, способствуют касанию пласта не по всей рабочей поверхности ствола, а всего на нескольких узких площадках, равных числу выступов, шириной каждая всего в несколько сантиметров. Колебанию пласта способствует эвольвентная поверхность отвала, закручивающая пласт почвы по винтовой линии. В результате на указанный пласт накладывается ряд механических усилий - винтовое закручивание и интенсивная тряска от соударения с рабочей поверхностью выступов, способствующих возникновению разрушительного для пласта резонанса. Поэтому при пахоте плугом, оснащенным рифленным отвалами, образуется ровное, без борозд, рыхлое поле со структурной комковатостью почвы. Указанные выступы, чередующиеся со впадинами, могут быть волнистыми, ступенчатыми. 2 с.п. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Плужный корпус, содержащий стойку и закрепленные на ней лемех и отвал, при этом поверхность отвала содержит неровности в форме пассивных выступов, отличающийся тем, что поверхность отвала дополнительно содержит пассивные впадины, причем продольные оси впадин и выступов размещены поперек отвальной поверхности. 2. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что пассивные выступы и впадины выполнены по форме дуги окружности. 3. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что каждые выступ и впадина в поперечном направлении отвальной поверхности выполнены по форме по меньшей мере половины усеченного конуса, большее основание которого обращено в направлении полевого, а меньшее в направлении бороздного обрезов. 4. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что выступы и впадины на плоскости отвала выполнены, например, методом штамповки. 5. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что выступы и впадины размещены по поверхности отвала на равном расстоянии друг от друга. 6. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что каждый выступ прикреплен к рабочей поверхности отвала посредством упругого элемента, например резиновой подушки, с возможностью возвратно-поступательного перемещения в эвольвентной плоскости перемещения пласта почвы. 7. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что отвал, оснащенный выступами и впадинами, выполнен по форме волнистой поверхности и имеет вид стиральной доски. 8. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что выступы выполнены съемными и закреплены на рабочей поверхности отвала. 9. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что выступы и впадины выполнены в форме ступеней. 10. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что ступени содержат облегчающие окна. 11. Способ обработки почвенного пласта плужным корпусом, включающий подрезание пласта почвы лемехом в горизонтальной плоскости, разрушение пласта при перемещении его по неровностям поверхности и оборот пласта почвы отвалом, отличающийся тем, что после предварительного разрушения монолита почвенного пласта осуществляют его дальнейшее измельчение путем придания пласту вибрации и возвратно-поступательного перемещения в плоскости толщины пласта до образования в массе почвы разрушительного частотного резонанса.