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

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

Известны рабочие органы культиваторов, в их числе односторонние и двухсторонние плоскорежущие лапы, универсальные стрельчатые лапы [1] а также плоскорежущая лапа, включающая стойку с рабочей кромкой и закрепленную на стойке стрельчатую лапу со специальным шарниром для крепления [2]
Техническими недостатками данных рабочих органов являются низкая износостойкость и повышенная удельная металлоемкость.

Известно также ручное орудие для подрезания корней растений, содержащее стойку и параллелограмный нож /ромб/ с режущими кромками по периметру [3]
Техническим недостатком данного орудия являются ограниченные функциональные возможности и недостаточная эффективность при использовании.

Техническая задача расширение функциональных возможностей и повышение эффективности использования.

Сущность изобретения заключается в том, что в рабочем органе культиватора, включающем стойку и закрепленную на ней лапу в виде симметричной ромбовидной фигуры с режущими кромками по периметру, в центре лапы выполнены отверстия для установки ее на стойке с возможностью поворота на 90^o и 180^o, при этом длина каждой диагонали указанной фигуры равна ширине захвата лапы, а на ее плоскости выполнена выпуклость. Наряду с этим рабочая кромка каждой стороны лапы выполнена вогнутокриволинейной, при этом угол раствора у вершин, противолежащих длинной диагонали ромбовидной фигуры, не превышает 90^o; режущая кромка подвергнута дополнительному поверхностному упрочнению, глубина которого равна или меньше половины толщины лапы; на лапе выполнено по крайней мере 5 отверстий, одно из которых расположено в центре лапы, а стойка снабжена резьбовым крепежным элементом, взаимодействующим с центральным отверстием, и двумя направляющими элементами, взаимодействующими поочередно с остальными отверстиями при переустановке лапы на 90^o и 180^o; направляющие элементы выполнены в виде штифтов, в другом варианте направляющие элементы выполнены с утолщением на конце, при этом отверстия на лапе, кроме центрального, имеют продолговатую форму с расширением посредине.

На фиг. 1 изображен общий вид рабочего органа культиватора, вид сбоку; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - то же, но другой вариант исполнения; на фиг. 5 лапа культиватора в плане; на фиг. 6 то же, но другой вариант исполнения; на фиг. 7 11 конфигурация лап при различных вариантах исполнения; на фиг. 12 сечение В-В на фиг. 7; на фиг. 13 узел II на фиг. 8; на фиг. 14 узел III на фиг. 10; на фиг. 15 - узел I на фиг. 12; на фиг. 16 схема, иллюстрирующая варианты использования лапы.

Рабочий орган культиватора включает стойку 1 и закрепленную на ней лапу 2. В сечении стойка 1 представляет прямоугольный профиль, лобовые плоскости которого в нижней части обработаны и представлены в виде рабочих кромок "а". В месте взаимодействия с лапой 2 стойка 1 переходит в опорную пяту 3 с кромками "б" на лобовых участках. Лапа в плане выполнена преимущественно в виде ромбовидной фигуры, в частности в виде правильного ромба 4 /фиг. 2, 5 7/, по периметру которого сформирована режущая кромка "в". Предусмотрен ряд других конфигураций лап в плане с режущей кромкой "в" по периметру: в виде ромбовидной фигуры 5, где кромка каждой стороны лапы выполнена вогнутокриволийнейной /фиг. 8/; в виде квадрата 6, являющегося частным случаем ромба /фиг. 8/; в виде квадрата 6, являющегося частным случаем ромба /фиг. 9/; с вогнутокриволинейной режущей кромкой на каждой стороне лапы в виде квадратовидной фигуры 7 /фиг. 10/; в виде круга 8 /фиг. 11/. В ромбовидных /квадратовидных/ лапах /фиг. 7 10/ длина каждой диагонали указанной фигуры /В или В₁/ является шириной захвата лапы; в круглой лапе /фиг. 11/ шириной захвата является диаметр ⊘ В₁.

В любой конфигурации лапы на ее плоскости выполнена выпуклость "г" /фиг. 12/, которая несет несколько функций: повышение жесткости и прочности конструкции при минимальной собственной массе; укрытие крепежных элементов лапы к стойке; дополнительное рыхление почвы. В любой конфигурации лапы выполнено по крайней мере 5 отверстий /фиг. 5, 6/, одно из которых 9 расположено в центре лапы. Стойка 1 снабжена резьбовым крепежным элементом 10 /фиг. 2, 3, 4/, взаимодействующим с центральным отверстием 9 на лапе. На стойке 1 предусмотрены также два направляющих элемента, которые представляют собой штифты 11 /фиг. 2, 3/ или элементы 12 с утолщением на конце, например обычные болты, роль утолщения на конце которых несет головка /фиг. 4/. Соответственно этому остальные 4 отверстия на лапе под штифты 11 выполнены цилиндрическими 13 /фиг. 5/; под направляющие элементы 12 с утолщением на конце отверстия имеют продолговатую фирму 14 с расширением посредине /фиг. 6/. Центральное отверстие 9 на лапе и остальные отверстия 13 или 14 расположены таким образом, что обеспечивается возможность переустановки лапы 2 на стойке 1 на 90^o и 180^o. В лапе в виде правильного ромба 4 /фиг. 7/ углы раствора имеют значения 2γ и 2γ₁, при этом 2γ > 2γ₁. В лапе в виде квадрата /фиг. 9/ все четыре угла раствора имеют одинаковые значения 2γ₂. В ромбовидной лапе 5 с вогнутокриволинейными сторонами /фиг. 8/ текущее значение угла раствора 2γ′ у вершин, противолежащих длинной диагонали ромба, не превышает 90^o /фиг. 13/. Уменьшаются до значения 2γ″ углы раствора /фиг. 14/ у квадратной лапы 7 с вогнутокриволинейными сторонами /фиг. 10/.

Рабочее лезвие "в" по периметру лапы 2 формируется задним углом ε и углом скоса i /фиг. 15/, образующими угол резания b. При ширине захвата В 270. 330 мм толщина S лапы принимается 2.4 мм. Лапа подвергается, как правило, объемной термообработке по всей поверхности и на полную толщину S. Дополнительно к этому режущая кромка "в" на расстоянии l по периметру лапы со стороны опорной поверхности /со стороны угла e/ подвергнута дополнительному поверхностному термоупрочнению, глубина h которого равна или меньше половины толщины S лапы.

Рабочий орган культиватора работает следующим образом. Установка лапы 2 на стойке 1 производится путем совмещения двух отверстий 13 на лапе с направляющими элементами штифтами 11 и последующего крепления крепежным элементом 10 через центральное отверстие 9. В другом варианте направляющие элементы 12 с утолщением на конце вводятся в расширенную часть отверстий 14 продолговатой формы, лапа 2 сдвигается в сторону, противоположную направлению движения, после чего лапа фиксируется на стойке 1 крепежным элементом 10 через центральное отверстие 9. При применении рабочего органа по прямому назначению для поверхностной обработки /культивации/ почвы ромбовидные лапы 4 и 5 могут быть использованы с шириной захвата В, например 330 мм, и с шириной захвата В₁, например 270 мм. Ширина В соответствует сплошной обработке почвы /культивации паров/, ширина В₁ междурядной обработке. Квадратные 6, 7 и круглая 8 лапы, имея постоянную ширину захвата B₁, используются как для сплошной, так и для междурядной обработки почвы.

При рабочем проходе любая разновидность лапы своей режущей кромкой "в", образованной углами скоса i и резания b, осуществляет рыхление почвы и подрезание сорняков. Стабилизации технического процесса и снижению тягового сопротивления способствуют: наличие заднего угла e и эффекта самозатачивания режущей кромки "в" за счет более интенсивного износа верхней, менее упрочненной плоскости лапы и обнажения лезвия дополнительно термоупрочненного участка толщиной h. Эффективному подрезанию сорняков и самоочищению лапы способствует также наличие оптимального угла раствора, который лишь в лапе 4 в виде правильного ромба и при ширине захвата B имеет значение 2γ > 90^o, что, однако, соответствует только сплошной обработке почвы, где требования к значению угла раствора менее жесткие. В других вариантах углы 2γ₁ и 2γ₂ ≅ 90^o, что соответствует агротехническим требованиям. Этому служит и снижение углов раствора до значений 2γ′ и 2γ″ у лап 5 и 7 с вогнутокриволинейными сторонами. При криволинейном профиле рабочего лезвия углы раствора имеют переменные значения, вследствие чего почва и сорняки перемещаются вдоль лапы с переменной скоростью, что способствует дополнительному самоочищению лапы и снижению тягового сопротивления. Переменная скорость частиц почвы и растительных остатков имеет место и относительно рабочего лезвия "в" круглой лапы 8. При поверхностной обработке /культивации/ почвы кроме лапы 2 с почвой взаимодействует нижняя часть стойки 1, которая своей рабочей кромкой "а" на лобовой плоскости и кромкой "б" на опорной пяте 3 производит дополнительное рыхление почвы с минимальным сопротивлением на выполнение этой операции. Дополнительное рыхление /поднятие/ почвы происходит за счет выпуклости "г" на верхней плоскости лапы.

По мере износа режущей кромки "в" любой конфигурации лапы, а также при изменении ширины захвата в ромбовидных лапах 4 и 5 производится переустановка лапы на 180^o или на 90^o. При использовании ромбовидных лап направление движения возможно поочередно в четырех направлениях /фиг. 16/, в частности в направлении движения НД-1 с шириной захвата B₁ и в направлении НД-2 с шириной захвата B, это соответствует переходу от междурядной обработки почвы к сплошной. В направлении движения НД-3 или НД-4 ромбовидную лапу перемещают после износа режущей кромки "в" в направлении НД-2 или НД-1 соответственно. В других разновидностях лап 6, 7 изменения направления производятся после износа двух находящихся во взаимодействии с почвой рабочих сторон лапы, а в круглой лапе 8 после износа половины окружности режущей кромки "в". В процессе работы любой конфигурации лапы толщина рабочей части лапы со временем становится равной или меньшей толщины дополнительно термоупрочненного слоя. Если S 2.4 мм, а h ≅ 0,5 S, то в процессе работы рабочая толщина h может принимать значение в диапазоне 0,5.2 мм /толщина меньше 0,5 мм возможна, но нереальна из условий прочности/. Это означает, что происходит самозатачивание режущей кромки "в" при снижении тягового сопротивления рабочего органа. С другой стороны, переустановка лапы 2 на 180^o означает, что при прочих равных условиях износостойкость рабочего органа возрастает по крайней мере в 2 раза. В процессе работы могут изнашиваться также рабочая кромка "а" в нижней части стойки 1 и кромки "б" на опорной пяте 3 стойки. В этом случае и стойку 1 можно переустанавливать на 180^o, вводя в действие противолежащие кромки "а" и "б".

В итоге достигается расширение функциональных возможностей и повышение эффективности использования рабочего органа. Наряду с этим повышается качество и стабильность технологического процесса культивации, в частности, за счет надежного подрезания сорняков и самоочищения лапы. Переустановка лапы на 90^o или 180^o занимает несколько минут и сопровождается креплением одним болтом. При наличии нескольких модификаций лапы удовлетворяются разнообразные агротехнические требования к поверхностной обработке почвы.

Источники информации
1. Сабликов М. В. Сельскохозяйственные машины. Часть первая. М. Колос, 1968, с. 35 36, рис. 32, г, е.

2. Авторское свидетельство СССР N 1477264, кл. A 01 B 35/26, 1989.

3. Авторское свидетельство CCCP N 1012810, кл. A 01 B 1/16, 1983.

Использование: сельскохозяйственное машиностроение. Сущность изобретения: рабочий орган включает стойку и закрепленную на ней лапу в виде симметричной ромбовидной фигуры с режущими кромками по периметру. В центре лапы выполнены отверстия для установки ее на стойке с возможностью поворота на 90^o и 180^o, при этом длина каждой диагонали указанной фигуры равна ширине захвата лампы, а на ее плоскости выполнена выпуклость. Предусмотрены варианты крепления лапы на стойке. 5 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку и закрепленную на ней лапу в виде симметричной ромбовидной фигуры с режущими кромками по периметру, отличающийся тем, что в центре лапы выполнены отверстия для установки ее на стойке с возможностью поворота на 90^o и 180^o, при этом длина каждой диагонали указанной фигуры равна ширине захвата лапы, а на ее плоскости выполнена выпуклость. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что режущая кромка каждой стороны лапы выполнена вогнуто-криволинейной, при этом угол раствора у вершин, противолежащих длинной диагонали ромбовидной фигуры, не превышает 90^o. 3. Рабочий орган по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что режущая кромка подвергнута дополнительному поверхностному термоупрочнению, глубина которого равна или меньше толщины лапы. 4. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что на лапе выполнено по крайней мере пять отверстий, одно из которых расположено в центре лапы, а стойка снабжена резьбовым крепежным элементом, взаимодействующим с центральным отверстием, и двумя направляющими элементами, взаимодействующими поочередно с остальными отверстиями при переустановке лапы на 90^o и 180^o. 5. Рабочий орган по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что направляющие элементы выполнены в виде штифтов. 6. Рабочий орган по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что направляющие элементы выполнены с утолщением на конце, а отверстия на лапе, кроме центрального, имеют продолговатую форму с расширением посередине.