РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1998 года по МПК A01B35/26 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для поверхностной обработки полей, сильно засоренных сорняками, и почв повышенной влажности.

Известен рабочий орган культиватора, содержащий долотообразную стойку и соединенные с ней посредством поводка, горизонтально расположенные и соединенные между собой подрезающие элементы, в котором с целью повышения качества рыхления почвы поводок выполнен в виде вертикально расположенных упругих пластин, каждая из которых одним концом соединена со стойкой, а другим - с подрезающим элементом; каждый подрезающий элемент выполнен в виде односторонней бритвы (авт.св. СССР N 1410876).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится, несмотря на самоочищаемость крыльев односторонних лап, забивание почвой пространства между стойкой и упругими пластинами и нависание корней и стеблей сорняков на долотообразной стойке. В орошаемом земледелии из-за повышенной влажности почвы описанный рабочий орган не приемлем как орудие как для поверхностной обработки почвы, так и для проведения междурядных уходов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному 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 стенки выполнена цилиндрическая выемка с прорезью, ширина которой больше толщины лапы, шарнир размещен в цилиндрической выемке и выполнен в виде диска с пазом, а котором укреплена накладка и размещена имеющая окно лапа; передняя кромка лапы сопряжена с поверхностью дна паза, а задняя стенка стойки размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг оси шарнира, проходящей через нижнюю точку рабочей кромки стойки; рабочая кромка сойки расположена под острым углом к направлению движения. Эта плоскорежущая лапа нами принята за прототип (авт.св. СССР N 1477264/.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся нависание корней сорняков на стрельчатой лапе и заклинивание шарнира в стойке, что приводит к нарушению глубины обработки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества поверхностной обработки орошаемых земель, сильно засоренных сорняками.

Технический результат - полное подрезание сорняков, самоочищение лезвий от корней и почвы и стабильная глубина обработки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе культиватора, включающем стойку с режущей кромкой на фронтальной части и сопряженную с ней плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, снабженная пяткой нижняя часть стойки сопряжена с упругим элементом, удаленные концы которого размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы, причем на удаленных концах упругого элемента выполнены окна с установленными в них фиксаторами ниши; фронтальная часть упругого элемента снабжена кромкой; стойка, упругий элемент и плоскорежущая лапа выполнены из разнокачественных материалов; упругий элемент выполнен плоским; упругий элемент выполнен с изогнутой вниз по отношению к удаленным концам полкой; удаленные концы упругого элемента выполнены фигурными; ниши крыльев плоскорежущей лапы выполнены в виде двух оппозитно размещенных усеченных неравнобоких четырехгранных пирамид, основания которых совмещены с нижней плоскостью плоскорежущей лапы, а одна из боковых граней, образованная локальным срезом части крыла, параллельная заднему обрезу и смещенная от него на величину опорной площадки, образует щель для размещения удаленного конца упругого элемента; фиксаторы выполнены в виде локальных выпуклостей на верхних основаниях усеченных пирамид и направленных выступающими частями к нижней плоскости плоскорежущей лапы; пятка снабжена лезвием, смещенным назад относительно режущей кромки упругой пластины; передняя и задняя кромки плоскорежущей лапы выполнены по конгруэнтным линиям.

За счет того, что плоскорежущая лапа соединена со стойкой упругим элементом, 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 "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 влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

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

На фиг. 1 изображен рабочий орган культиватора, вид сбоку.

На фиг. 2 - то же, вид в плане.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, положение упругого элемента на стойке и крыльях плоскорежущей лапы.

На фиг. 4 - то же, второй вариант выполнения упругого элемента.

На фиг. 5 - то же, третий вариант выполнения упругого элемента.

На фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 2, разноглубинное положение лезвий плоскорежущей лапы и упругого элемента.

На фиг. 7 - то же, вариант расположения лезвий плоскорежущей лапы и упругого элемента в одной плоскости.

На фиг. 8 - то же, при превалирующем расположении лезвия упругого элемента по отношению лезвия плоскорежущей лапы.

На фиг. 9 - заготовка упругого элемента рабочего органа культиватора, вид в плане.

На фиг. 10 - ниша правого крыла плоскорежующей лапы для установки удаленного конца упругого элемента, вид в плане (в исходном состоянии).

На фиг. 11 - показан процесс изготовления заготовок из листового металла при выполнении передней и задней кромок плоскорежущей лапы по криволинейным эквидистантным линиям.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган культиватора (см. фиг. 1 и 2) содержит стойку 1 и плоскорежущую лапу 2. Стойка 1 выполнена из полосы толщиной 1,8 мм и шириной 40 мм. Фронтальная часть стойки 1 снабжена режущей кромкой 3 на двугранном лезвии 4 с углом заточки 22 - 25^o. Нижняя часть стойки 1 снабжена пяткой 5 толщиной 6 мм. Пятка 5 со стойкой 1 соединена замкнутым сварным швом. На пятке 5 выполнены две пары цилиндрических отверстий диаметром 12Н9 мм. Материал стойки 1 - сталь 40Х по ГОСТ 1050-74. Фронтальная часть стойки 1 с режущей кромкой 4 подвержена объемной закалке до твердости 50 - 60 HRCэ. Материал пятки 5 - сталь 5 по ГОСТ 14637-79. На нижней грани пятки 5 посредством заклепок 6 размещен упругий элемент 7. Упругий элемент 7 выполнен из полосовой стали. Материал упругого элемента - Сталь 65Г по ГОСТ 1542-71, подверженная объемной закалке до твердости 60 - 65 HRCэ. Фронтальная часть упругого элемента 7 снабжена односторонним лезвием 8 с углом заточки 15 ... 18^o. Лезвие 8 на фронтальной части упругого элемента 7 снабжено режущей кромкой 9.

Фронтальная часть пятки 5 снабжена лезвием 10, размещенным в одной плоскости с лезвием 8 упругого элемента 7. Удаленные концы 11 и 12 упругого элемента 7 снабжены сквозными отверстиями 13, выполненными по форме параллелограмма (см. фиг 3 - 5 и 9).

Плоскорежущая лапа 2 выполнена из полосовой листовой стали, шириной 400 мм и толщиной 2 мм. Фронтальная часть плоскорежущей лапы 2 выполнена криволинейной и снабжена режущей кромкой 14. Режущая кромка 14 лезвия 15 образована заточкой верхней грани листа под углом 12 - 15^o. Материал плоскорежущей лапы 2 - сталь 20 ХН2М по ГОСТ 4543-71. Задняя часть 16 плоскорежущей лапы 2 выполнена эквидистантной режущей кромке 14. На фиг. 11 показана раскройка заготовок 17 из полосовой стали плоскорежущей лапы 2 по безотходной технологии В силу дороговизны инструментальной стали 20ХН2М такой вид раскроя металла особенно важен. Заготовки 17 выполнены выпрессовкой части полосового металла между пуансоном и матрицей гидравлического пресса путем пропуска очередной заготовки. Штриховкой показаны заготовки 17, полученные при выпрессовке, а без прессовки - как часть обрезки полосы.

На крыльях 18 и 19 плоскорежущей лапы 2 выполнены ниши 20 и 21 (см. фиг. 1 - 5 и 10). Ниши 20 и 2 (см. фиг. 10) образованы путем локальной резки части материала крыльев лап 18 и 19 по линиям 22, параллельной задней кромке 16, и последующей выпрессовки части металла в направлении снизу лапы 2 к ее верхней грани. Ниша 20 (21) выполнена в виде усеченной неравнобокой пирамиды, у которой отсутствуют основание и одна грань. Отсутствующая боковая грань образует щель 23 для установки удаленных концов 11 или 12 упругого элемента 7. Удаленные концы 11 и 12 упругого элемента 7 в нишах 20 и 21 заблокированы фиксаторами 24, выполненными локальными выступами, направленными в окна 13 упругого элемента 7. Смещение ниш 20 и 21 к лезвиям 15 на крыльях 18 и 19. Оптимальное размещение ниш 20 и 21 на крыльях 18 и 19, по отношению к задней части 16 плоскорежущей лапы 2 образует опорные площадки 25 и 26. Верхняя поверхность опорных площадок 25 и 26 и внутренняя поверхность ниш 20 и 21 образуют опорную базу удаленным концам 11 и 12 упругого элемента 7.

Упругий элемент 7 (см. фиг. 2, 3, 4 - 8) может быть выполнен плоским (см. фиг. 2, 5, 8 и 9), с полкой 27, изогнутой вниз (см. фиг. 3 и 6) и с локальными выпуклостями 28 и 29 на удаленных концах 11 и 12 (см. фиг. 4 и 7). Первый вариант конструктивного выполнения позволяет режущую кромку 9 упругого элемента 7 разместить над режущей кромкой 15 плоскорежущей лапы 2 на величину t₂ (см. фиг. 8). Второй вариант конструктивного выполнения позволяет режущую кромку 9 упругого элемента 7 разместить ниже режущей кромки 15 плоскорежущей лапы 2 на величину t₁ (см. фиг. 6). Третий вариант конструктивного выполнения упругого элемента 7 позволяет его режущую кромку 9 разместить в одной плоскости с режущей кромкой 15 плоскорежущей лапы 2 (см. фиг. 7).

Рабочий орган культиватора функционирует следующим образом.

Описанный выше рабочий орган устанавливают в держателе короткого или длинного поводка серийно выпускаемого культиватора (КПС-4, КСО-4 и др.) для предпосевной обработки почвы или культивации паров. В орошаемом земледелии проведенные осенью влагозарядковые поливы и весной - увлажнительные образуют оптимальные условия произрастания для сорной растительности. На орошаемых участках особенно остро встает проблема уничтожения сорняков перед посевом поздних теплолюбивых культур, таких как сорго, амарант, просо, козлятник, кукуруза, суданка и др. Наличие большого количества положительных температур, отсутствие конкурентов, достаток минерального питания и влаги, а также напряженность в выполнении других важных агротехнических мероприятий приводят к тому, что ранние и поздние сорняки интенсивно произрастают, усиленно развивая надземные части и корневую систему. Серийные стрельчатые лапы с шириной захвата 270 и 330 мм забиваются сорняками и при их волочении на стойках образуют на поверхности поля канавы. Эти канавы являются препятствием при посеве поздних культур.

Стойкой 1 плоскорежущую лапу 2 устанавливают в держателе поводка. Глубина хода лезвия 15 плоскорежущей лапы 2 устанавливают опорными колесами культиватора с учетом вида обработки почвы.

При движении стойки 1 через упругий элемент 7 передается тяговое усилие трактора на плоскорежущую лапу 2. Режущая кромка 14 лапы 2 при движении в почве разрезает корни сорняков. Выполнение плоскорежущей лапы 2 из износостойкой стали и малой толщины позволяет пласте почвы беспрепятственно с подрезанными корнями сорняков смеситься на режущую кромку 9 лезвия 8 упругого элемента 7. При повторном подъеме подрезанного пласта на лезвие 8 происходят дополнительная деформация почвенного пласта и интенсивное разделение почвенных агрегатов от корневищ сорняков, и разрыв их сосущих и скелетных корней. Режущая кромка 3 двухгранного лезвия 4 подрезанный пласт почвы делит на два потока и разрезает нависшие стебли сорной растительности
При угловых колебаниях поводка культиватора в продольно-вертикальной плоскости стойка 1, жестко соединенная с ней, совершает такие же колебания. Однако, например, наклон стойки 1 в направлении движения культиватора сначала передается на пятку 5, далее через пары заклепок 6 на упругий элемент 7. Наклон стойки 1 через пятку 5 приводит к смещению режущей кромки 9 упругого элемента 7 вниз.

Так как ширина упругого элемента 7 меньше высоты стойки 1 в десять - двенадцать раз, то величина заглубления режущей кромки 9 в почву будет меньше, нежели при жестком креплении плоскорежущей лапы 2 к стойке 1. Поворот стойки 1 вместе с пяткой 5 приводит к скручиванию упругого элемента 7. Удаленные концы 1 и 12 упругого элемента 7 через опорные площадки 25 и 26, а также сопряжения в нишах 20 и 21 воздействуют на крыльях 18 и 19, а также снижение углового перемещения элемента 7 за счет упругих качеств сохраняет заданное положение лапы 2 при выполнении технологического процесса.

Упругий элемент 7 нивелирует заглубление и выглубление концов крыльев 18 и 19 из почвы при боковых наклонах стойки 1, вызванных поперечными наклонами рамы культиватора и ее поводками.

При выполнении упругого элемента 7 с полкой 27, изогнутой вниз (см. фиг. 3), или с локальными выпуклостями 28 и 29 на удаленных концах (см. фиг. 4) режущими кромками 9 вторично срезаются корни сорняков, обеспечивая этим полное их механическое уничтожение. Выполнение ниш 20 и 21 с локальными выпуклостями на концах крыльев 18 и 19 не вызывает нарушения технологического процесса. Криволинейная режущая кромка 14 лапы 2 исключает нависание корней сорняков и обеспечивает самоочищение.

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 вышеизложенных 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 культиваторах для поверхностной обработки почвы в орошаемом земледелии. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку и плоскорежущую лапу. Стойка снабжена пятой, посредством которой она соединена с упругим элементом. Удаленные концы упругого элемента размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы. На удаленных концах упругого элемента выполнены окна. Соединение упругого элемента в нишах крыльев лап обеспечено фиксаторами, направленными выпуклостью в сторону окон упругого элемента. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части и сопряженную с ней плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, отличающийся тем, что снабженная пяткой нижняя часть стойки сопряжена с упругим элементом, удаленные концы которого размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы, причем на удаленных концах упругого элемента выполнены окна с установленными в них фиксаторами ниш. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что фронтальная часть упругого элемента снабжена режущей кромкой. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стойка, упругий элемент и плоскорежущая лапа выполнены из разнокачественных материалов. 4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен плоским. 5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен с изогнутой вниз по отношению к удаленным концам полкой. 6. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что удаленные концы упругого элемента выполнены фигурными. 7. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что ниши крыльев плоскорежущей лапы выполнены в виде двух оппозитно размещенных усеченных неравнобоких четырехугольных пирамид, основания которых совмещены с нижней плоскостью плоскорежущей лапы, а одна из боковых граней, образованная локальным срезом части крыла, параллельной заднему обрезу и смещенной от него на величину опорной площадки, образует щель для размещения удаленного конца упругого элемента. 8. Рабочий орган по п.1 или 7, отличающийся тем, что фиксаторы выполнены в виде локальных выпуклостей на верхних основаниях усеченных пирамид и направлены выступающими частями к нижней плоскости плоскорежущей лапы. 9. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что пятка стойки соединена с упругим элементом посредством заклепок. 10. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что пятка снабжена лезвием, смещенным назад относительно режущей кромки упругой пластины. 11. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что передняя и задняя кромки плоскорежущей лапы выполнены по когруэнтным линиям.