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

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и является рабочим органом культиватора для предпосевной обработки почвы.

Известен комбинированный рабочий орган культиватора для предпосевной обработки и комплексного внесения жидких растворов, включающий стойку с двухсторонней заточкой, соединенную с культиваторной лапой, и трубопровод для подвода жидких удобрений, в котором с целью повышения качества предпосевной обработки почвенного пласта с внесением жидких растворов в почву и на ее поверхность, трубопровод снабжен распределителем жидких удобрений и распылителем, который размещен под культиваторной лапой, причем крылья последней выполнены криволинейными в поперечном сечении с выпуклостью вверх, а распределители жидких удобрений расположены под крыльями /1/.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится низкое качество обработки почвы. Это вызвано тем, что размещения распылителей необходимо выполнить крылья лап криволинейными, что сопряжено с увеличением угла резания, складывающегося из угла заточки и заднего угла между лезвием и поверхностью обработанной почвы. Большой угол резания приводит к разбросу почвенных пластин, неравномерной укладке почвенных агрегатов на дно обрабатываемого слоя и сдвигу почвы в бок. Описанный рабочий орган не приемлем для предпосевной обработки почвы под посев семян трав и других кормовых культур /амарант, мальва, козлятник, рапс/ с малой глубиной заделки, не превышающей 2 см. При обработке почв повышенной влажности описанный рабочий орган обволакивается почвой и растительными остатками. Нет самоочищения от нависших сорняков стойки и крыльев стрельчатой лапы.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является 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 стойки выполнена цилиндрическая выемка с прорезью, ширина которой больше толщины лапы, а шарнир размещен с цилиндрической выемкой и выполнен в виде диска с пазом, в котором укреплена накладка и размещена имеющая окно лапа; задняя стенка размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг шарнира, проходящего через нижнюю точку рабочей кромки стойки; рабочая кромка стойки расположена под острым углом к направления движения /2/. Это устройство нами принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся неравномерность глубины культивации по ширине лапы и неполное подрезание сорняков из-за деформации лапы в поперечно-вертикальной плоскости по длине крыльев. Увеличение толщины лапы приводит к толстому лезвию и, следовательно, к тупой режущей кромке с радиусом галтели более 0,7-1,0 мм, что недопустимо при резании корней сорняков с упругой опорой. Уменьшение толщины плоскорежущей лапы приводит к снижению прочности крыльев лапы и к нарушению агротехнического допуска обработки почвы по глубине. Увеличение прочности лапы увеличением ширины крыльев лап приводит к залипанию почвы на внешней поверхности. Описанный рабочий орган при работе на почвах с влажностью выше 20% склонен к залипанию. Большой слой почвы накапливается на крыльях лапы в местах сопряжения со стойкой. Наличие шарнира с горизонтальной ось вращения в месте соединения стойки с плоскорежущей лапой не обеспечивает схода с режущих кромок нависших корней и стеблей сорняков.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, обеспечение равномерности рыхления почвы и снижение тягового сопротивления путем самоочищения режущих кромок лап.

Технический результат повышение качества обработки почвы и снижение энергоемкости культивации.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, включающем стойку и шарнирно закрепленную на ней плоскорежущую лапу с передней режущей кромкой, снабженная возможностью углового смещения вокруг вертикальной оси вращения плоскорежущая лапа выполнена в виде сегмента, а ее стойка в виде тонкостенной трубы с сужением ее верхней части для установки в держателе поводка культиватора, при этом в месте сопряжения стойка соединена с плоскорежущей лапой вертикальным шарниром, а угловое смещение плоскорежущей лапы вокруг вертикальной оси вращения ограничено упором, закрепленным на нижней стенке стойки и сопряженным с одной вертикальной граней на тыльной части плоскорежущей лапы; ось вращения плоскорежущей лапы размещена в центре тяжести ее геометрической фигуры; ось вращения плоскорежущей лапы размещена по высоте сегмента между другой и его хордой; ось вращения плоскорежущей лапы размещена между центром тяжести и тыльной частью сегмента; ось вращения плоскорежущей лапы выполнена соосной с осями стойки и вертикального шарнира; вертикальный шарнир соединения плоскорежущей лапы с ее стойкой выполнен в виде полого стакана, нижняя часть которого соединена с технологическим отверстием плоскорежущей лапы, размещенного с внешней поверхностью стакана радиального подшипника скольжения и двух опорных шайб осевого подшипника скольжения, размещенных между внешней и внутренней донными частями полого стакана, при этом верхняя опорная шайба установлена между цапфой во внутренней полой части стойки и соединенной с ней, а осевое смещение относительно цапфы полого стакана и опорных шайб осевого подшипника скольжения ограничено гайкой на резьбовом штифте цапфы; резьбовая часть штифта цапфы снабжена радиальным пазом; стойка снабжена дренажным отверстием, выполненным в стенке стойки выше цапфы вертикального шарнира; вертикальные грани на тыльной части плоскорежущей лапы выполнены тангенциально направленными к вертикальной оси ее вращения.

За счет того, что плоскорежущая лапа со стойкой соединена вертикальным шарниром, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления 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 "новизна" 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 из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

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

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан рабочий орган культиватора, вид сзади.

На фиг. 2 то же, вид в плане.

На фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1, диаметральный разрез вертикального шарнира соединения плоскорежущей лапы со стойкой.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключается в следующем.

Рабочий орган культиватора содержит стойку 1 и плоскорежущую лапу 2. Стойка 1 выполнена полой в виде тонкостенной трубы с внутренним диаметром 1". Верхняя часть стойки 1 имеет сужение 4, предусмотренное для установки в держателях с прямоугольными отверстиями серийных паровых и пропавших плоскости 5 в нижней части 6 стойки 1 размещен вертикальный шарнир 3 плоскорежущей лапы 2. Плоскорежущая лапа 2 выполнена в виде сегмента с режущей кромкой 7 на фронтальной части. Режущая кромка 7 выполнена с заточкой по дуге окружности внешней плоскости под углом 15^o±3^o. Вертикальная ось вращения плоскорежущей лапы 2 может быть размещена в любой точке по высоте сегмента между его другой и хордой. Предпочтительное место размещения оси вращения плоскорежущей лапы 2 в центре тяжести ее геометрической фигуры. При работе на легких почвах, насыщенными корнями сорняков, ось вращения плоскорежущей лапы 2 следует размещать между центром тяжести и тыльной частью сегмента. При работе на переуплотненных и тяжелых почвах по мехсоставу, ось вращения плоскорежущей лапы 2 следует размещать между хордой и центром тягости сегмента. В этом случае обеспечивается устойчивое положение лезвий 7 лапы 2 к направлению движения рабочего органа культиватора. С центром по высоте сегмента на задней части 8 плоскорежущей лапы 2 с кольцевым сварным швом закреплен опорный стакан 9 на нижней плоскости плоскорежущей лапы 2 и не препятствует ее перемещению по дну обработанного почвенного слоя. Вертикальный шарнир 3 плоскорежущей лапы 2 содержит цапфу 10 с резьбовым штифтом 11, опорные шайбы 12 и 13, радиальный подшипник скольжения 14, гайку 15, плоскую шайбу 16 и пружинную шайбу 17. Цапфа размещена в нижней части 6 и со стойкой 1 соединена четырьмя кольцевыми швами, уложенными в сквозных диаметральных отверстиях 18 в стенке полой стенки 1. Радиальный подшипник скольжения 14, например из бронзы, размещен с соответствующим натягом на внешней поверхности опорного стакана 9. Внешняя торцевая поверхность 19 и внутренняя торцевая поверхность 20 опорного стакана 9 имеют обработанные поверхности и сопряжены соответственно с опорными шайбами 12 и 13. Опорный стакан 9 с подшипником скольжения 14 размещены во внутренней полости 5 стойки 1. Осевое смещение опорного стакана 9 с радиальным подшипником скольжения 14, опорных шайб 12 и 13 на резьбовом штифте 11 цапфы 10 ограничено плоской шайбой 16, пружинной шайбой 17 и гайкой 15. Затяжку гайки 15 на резьбовом штифте 11 проводят до тех пор, пока усилием руки плоскорежущая лапа 2 не будет проворачиваться, а затем гайку 15 обворачивают на 1/8 1/6 оборота. Резьбовое соединение гайки 15 резьбовой штифт 11 фиксируют смещение нижних частей штифта 11 в радиальных направлениях от вертикальной оси прямоугольного паза 21. Таким образом, достигаются опасные положения оси вращения плоскорежущей лапы 2 с геометрическими осями стойки 1 и вертикального шарнира 3.

На тыльной внешней части 6 стойки 1 в противоположную сторону направления движения сварными швами закреплен ограничитель поворота 22 плоскорежущей лапы 2, который в зависимости от условий работы может быть сопряжен с одной из вертикальных граней 23 или 24 на задней части 8 тыльной стороны 25 плоскорежущей лапы 2. Вертикальные грани 23 и 24 на тыльной части 25 плоскорежущей лапы выполнены тангенциально направленными к вертикальной оси ее вращения. Стойка 1 снабжена дренажным отверстием 26, выполненным в стенке стойки 1 выше цапфы 10 вертикального шарнира 3. Это исключает эррозионный износ стойки 1, обеспечивая нормальную эксплуатацию радиального подшипника скольжения 14 и опорных колец 12 и 13 осевого подшипника скольжения вертикального шарнира 3.

Рабочий орган культиватора работает следующим образом.

Стойку части фиксируют в держателе поводка культиватора. Смещением вверх или вниз сужение 4 стойки 1 устанавливают индивидуально для каждого рабочего органа на заданную глубину культивации. При встрече с поверхностью поля режущая кромка 7 плоскорежущей лапы 2 врезается в слой и за счет лобовой поверхности сегмента плоскорежущей лапы 2 увлекает за собой стойку 1. Заглубление плоскорежущей лапы 2 происходит до тех пор, пока лапа 2 не займет строго горизонтальное положение. При поступательном перемещении плоскорежущей лапы 2 из-за малой ее толщины /2,5-3,0 мм/ происходит минимальное перемещение почвенного слоя при ее интенсивном крошении. При встрече лапы 2 с корнями сорняков происходит их частичное или полное перерезание сорняков. Неперерезанные сорняки нависают на крыльях лапы 2 и, чаще всего, ближе к ее закругленной фронтальной части. При нависании сорняков на режущей кромке 2 происходит увеличение нагрузки на одно из ее крыльев. Увеличенная нагрузка, например на правое крыло по ходу движения, приводит к тому, что плоскорежущая лапа 2 начинает поворачиваться вокруг вертикального шарнира 3. В этом случае опорный стакан 9 вместе с радикальным подшипником скольжения 14 поворачивается в полой части 5 стойки 1. Донная часть опорного стакана 9 поворачивается между опорными шайбами 12 и 13 осевого подшипника скольжения на резьбовой части 11 цапфы 10. Поворот по часовой стрелке плоскорежущей лапы 2 вокруг вертикального шарнира 3 приводит к тому, что угол раствора между касательной к дуге сегмента и направлением движения достигает величины, меньшей, нежели угол трения между корнем сорняка и режущей кромки 7. Движение корня сорняка приводит к условию его резания со скольжением. Корни сорняков или перерезаются полностью, или смещаются в направлении крыла лапы 2. При достижении предельного значения угла поворота правая вертикальная грань 24 на тыльной части 25 сегмента упирается в правую грань упора 22. Минимальный угол раствора обеспечивает сход сорняков с режущей кромки 7. Как только сорняки сошли с правого крыла плоскорежущей лапы 2, нагрузка на ее крыло резко снижается. Под действием увеличенной нагрузки на левом крыле плоскорежущая лапа 2 возвращается в исходное положение.

Угловое смещение плоскорежущей лапы 2 вокруг вертикального шарнира 3 позволяет освобождать режущую кромку 7 от нависших сорняков и этим достигается минимальное тяговое сопротивление рабочего органа.

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 независимости пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средства 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.

Источники информации
1. Авторское свидетельство, 965375, кл. А 01 B 49/06, 1982.

2. Авторское свидетельство, 1477264, кл. А 01 В 35/26, 1989.

Использование: сельскохозяйственное машиностроение. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку, на которой шарнирно закреплена плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой. Снабженная возможностью углового смещения вокруг вертикальной оси вращения плоскорежущая лапа выполнена в виде сегмента. Стойка представлена в виде полой тонкостенной трубы. В месте сопряжения стойки и плоскорежущей лапы установлен вертикальный шарнир. Угловое смещение плоскорежущей лапы вокруг вертикального шарнира ограничено упором, закрепленным на нижней внешней стенке стойки. Упор сопряжен с одной из вертикальных граней на тыльной части плоскорежущей лапы. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку, на которой шарнирно с возможностью углового смещения вокруг вертикальной оси вращения закреплена плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, отличающийся тем, что плоскорежущая лапа выполнена в виде сегмента, а ее стойка в виде полой тонкостенной трубы с сужением ее верхней части для установки в держателе поводка культиватора, при этом в месте сопряжения стойка соединена с плоскорежущей лапой вертикальным шарниром, а угловое смещение плоскорежущей лапы вокруг вертикальной оси вращения ограничено упором, закрепленным на стойке для взаимодействия с одной из выполненных на тыльной части плоскорежущей лапы вертикальных граней. 2. Орган по п.1, отличающийся тем, что ось вращения плоскорежущей лапы размещена по высоте сегмента между дугой и его хордой. 3. Орган по п.1, отличающийся тем, что ось вращения плоскорежущей лапы размещена в центре тяжести ее геометрической фигуры. 4. Орган по п.1, отличающийся тем, что ось вращения плоскорежущей лапы размещена между центром тяжести и тыльной частью сегмента. 5. Орган по п.1, отличающийся тем, что ось вращения плоскорежущей лапы выполнена соосной с осями стойки и вертикального шарнира. 6. Орган по п.1, отличающийся тем, что вертикальный шарнир соединения плоскорежущей лапы с ее стойкой выполнен в виде полого стакана, нижняя часть которого с технологическим отверстием плоскорежущей лапы, размещенного во внутренней полости стойки и сопряженного с внешней поверхностью стакана радиального подшипника скольжения и двух опорных шайб осевого подшипника скольжения, причем опорный шайбы размещены между внешней и внутренней донными частями полого стакана, при этом опорная шайба установлена на цапфе во внутренней полой части стойки, соединенной с ней, а осевое смещение относительно цапфы полого стакана и опорных шайб осевого подшипника скольжения ограничено гайкой на резьбовом штифте цапфы. 7. Рабочий орган по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что резьбовая часть цапфы стойки снабжена радиальным пазом. 8. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стойка снабжена дренажным отверстием, выполненным в стенке стойки выше цапфы вертикального шарнира. 9. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что вертикальные грани на тыльной части плоскорежущей лапы выполнены тангенциально направленными к вертикальной оси ее вращения.