ОРУДИЕ ДЛЯ ПОЧВОЗАЩИТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для противоэрозионной обработки почвы.

Известен рабочий орган для щелевания почвы, в котором с целью снижения тягового сопротивления криволинейно-вогнутая режущая кромка ножа выполнена в виде параболы с центром ее ветви на середине высоты стойки, при этом угол заточки ножа в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви. Величина угла заточки ножа уменьшается от 40 до 18^o [1].

При нарезании щелей описанным рабочим органом растительные и корневые остатки по криволинейным режущим кромкам увлекаются в среднюю часть стойки, где снимаются и частично перерезаются. Срезанные стебли и корни растений армируют стенки щелей. Через армированные и уплотненные стенки щели оросительная вода слабо промачивает почвенный слой и почвогрунт вдоль стенок щели. Этот рабочий орган приемлем лишь для нарезания водоперехватывающих щелей на посевах многолетних кормовых культур.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому объекту по совокупности признаков является орудие для почвозащитной обработки почвы, содержащее последовательно установленные друг за другом щелерез и рабочий орган для рыхления стенок щели, в котором с целью повышения степени крошения почвы по краям щели рабочий орган для рыхления стенок щели выполнен в виде установленного на пружинной С-образной стойке наральника с полувинтовым отвальчиком; перед щелерезом установлен размещенный с ним в одной плоскости диск [2]. Это устройство принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся низкое качество рыхления почвы и большие энергозатраты. После прохода щелереза и пружинной стойки остаются по бокам щели рванины с вывороченными комьями земли. По одной и той же щели для ее рыхления перемещают три разнесенных по ходу движения разных по конструктивному использованию рабочих органа.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение степени и объема крошения почвы по краям щели.

Технический результат - упрощение конструкции орудия, снижение тягового сопротивления и повышение качества обработки почвы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в орудии для почвозащитной обработки почвы, содержащем последовательно установленные друг за другом с лезвиями на фронтальной части щелерез и рабочие органы для рыхления стенок щели, рабочие органы для рыхления стенок щели выполнены в виде цилиндрических колец, установленных по бокам щелереза, причем фронтальные части колец снабжены лезвиями с режущими кромками по винтовым линиям с левой и правой навивками, при этом точки сопряжений разнонаправленных режущих кромок максимально удалены от боковых стенок щелереза; задние обрезы цилиндрических колец выполнены по винтовым линиям; угол наклона касательных к винтовым линиям и образующей цилиндрической поверхности кольца переднего среза выполнен больше, чем угол наклона касательных к винтовым линиям и образующей поверхности кольца; кольца на щелерезе размещены в зеркальном отражении; щелерез образован из двух пластин; кольца выполнены из частей пластин; кольца размещены между лезвиями на фронтальной части и задним обрезом щелереза; кольца рабочих органов для рыхления стенок щели сопряжены между собой частями несрезанных пластин; лезвия на фронтальной части щелереза выполнены с разнонаклонными линиями, места сопряжений которых выполнены на разных уровнях щелереза.

За счет того что рабочие органы для рыхления стенок щели выполнены в виде цилиндрических колец по бокам щелереза, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах предлагаемого изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию "изобретательского уровня" проведен дополнительный поиск решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предлагаемого изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата.

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

На фиг.1 изображено предлагаемое орудие, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид в плане; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2, поперечное сечение щелереза и диаметральное сечение рабочего органа для рыхления стенок щели.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Орудие для почвозащитной обработки почвы содержит последовательно установленные друг за другом щелерез 1 и рабочие органы 2 и 3 для рыхления стенок щели.

Щелерез 1 образован из двух пластин 4 и 5 толщиной 10 мм. Фронтальная часть пластин 4 и 5 снабжена односторонними лезвиями 6, 7, 8 и 9. При сопряжении пластин 4 и 5 на фронтальной части щелереза 1 образуются режущие кромки 10, 11, 12 и 13. Угол наклона режущей кромки 10 к направлению движения в горизонтальной плоскости равен 45...50^o, а заточка левой и правой боковин 4 и 5 лезвия 6 не превышает 8...10^o. Наклон режущей кромки 11 к направлению движения составляет 135^o, при этом угол заточки двугранного лезвия 7 не превышает 25...30^o. Режущая кромка 12 лезвий 8 к горизонту наклонена под углом 45^o. Угол заточки лезвий 8 равен 15...18^o. Наклон режущей кромки 13 лезвий 9 к горизонту не превышает 125^o. Заточка лезвий 9 выполнена под углом 20... 25^o. Углы резаний δ₁,δ₂,δ₃ и δ₄ соответственно лезвий 6, 7, 8 и 9 равны следующим величинам 11 - 15^o; 18 - 22^o; 22 - 28^o; 34 - 44^o. Места сопряжения режущих кромок наклонных лезвий выполнены на разных уровнях щелереза 1. На нижнем обрезе 14 щелереза 1 со стороны плоскости сопряжения выполнены две наклонные полукруглые канавки радиусом 8 мм для установки в образовавшемся при сопряжении боковин 4 и 5 наклонном отверстии выдвижного износостойкого долота 15 с лезвием 16 на переднем конце. Долото 15 в наклонном отверстии щелереза 1 зафиксировано двумя цилиндрическими штифтами 17 и 18 диаметром 14 мм. На верхнем обрезе 19 щелереза 1 выполнены два монтажных отверстия 20 для навески на раму орудия. Монтажные отверстия 20 выполнены диаметром 50 мм. Расстояние между центрами отверстий 20 равно 300±0,5 мм.

Рабочие органы 2 и 3 для рыхления стенок щели выполнены в виде цилиндрических колец. Цилиндрические кольца рабочих органов 2 и 3 образованы из частей 21 и 22 пластин 4 и 5 щелереза 1. В пластинах 4 и 5 путем локальных вырезов по наклонным линиям 23, 24, 25 и 26 и по горизонтальным линиям 27 и 28 образованы технологические окна 29 и 30. Части листовых материалов пластин 4 и 5 при сопряжении срезов по линиям 27 и 28 образуют замкнутые цилиндрические кольца. Образованные таким образом цилиндрические кольца размещаются на боковых поверхностях пластин 4 и 5 за счет частей 31 и 32 несрезанных поверхностей пластин 4 и 5. Наклонные линии 23 и 24 пластины 4 образуют режущие кромки 33 и 34 на фронтальной части правого рабочего органа для рыхления стенки со стороны пластины 4. Наклонные линии срезов 23 и 24 пластин 5 образуют режущие кромки 35 и 36 на фронтальной части левого рабочего органа 3 для рыхления левой стенки щели со стороны пластины 5. Наклонные линии срезов 23 и 24 пластин 4 и 5 на цилиндрических поверхностях колец рабочих органов 2 и 3 образуют винтовые линии с левой и правой навивками. Точка 39 сопряжения режущих кромок 33 и 34 на фронтальной части правого рабочего органа 2 и точка 40 сопряжения режущих кромок 35 и 36 на фронтальной части левого рабочего органа 3 максимально удалены от боковых стенок щелереза 1. Режущие кромки 33 - 36 образованы заточкой ребер пластин 4 и 5, выполненных под углом 20 ± 3^o по линиям срезов 23 и 24. Заточки под режущие кромки 33 - 35 выполнены на внешних поверхностях пластин 4 и 5. Задние обрезы 41 - 44 цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3 выполнены с большим углом наклона касательных к винтовым линиям, нежели касательные к винтовым линиям к режущим кромкам 33 - 36 на фронтальной части цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3. Кольца рабочих органов 2 и 3 на пластинах 4 и 5 выполнены по отношению к плоскости их сопряжения в зеркальном отражении.

Кольца рабочих органов между собой сопряжены несрезанными частями пластин 4 и 5 и взаимно соединены контактной сваркой с площадью свариваемых участков не менее 1,5...2,0 см². Шаг между свариваемыми участками не должен превышать 40. ..50 мм. Аналогичным образом пластины 4 и 5 щелереза 1 соединены друг с другом, что образует единый неразборный сварной узел с гладкими рабочими поверхностями, исключающими налипание почвы и нависание растительных остатков. Кольца рабочих органов 2 и 3 размещены между фронтальной частью и задним обрезом щелереза 1.

Орудие работает следующим образом.

Монтажными отверстиями 20 на верхнем обрезе 19 щелерез 1 навешивают на раму орудия, снабженного кронштейном навески и опорными колесами. Опорными колесами задают глубину рыхления. Количество щелерезов 1 на раме орудия устанавливают с учетом энергонасыщенности тягового средства. При опускании рамы орудия лезвие 16 долота 15 касается поверхности поля и врезается в почву. За счет малого размера лобовой части долота 15 и большого веса щелереза 1, рамы, навески и опорных колес лезвие долота 16 внедряется в пахотный горизонт, достигает переуплотненной поверхности плужной подошвы, разрушает ее и внедряется в почвогрунт. При внедрении долота 15 вместе с ним в почву увлекается щелерез 1 и рабочие органы 2 и 3 для разрушения стенок щели. Активное внедрение щелереза 1 вместе с долотом 15 в почву происходит до горизонтального положения стенок цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3. При движении щелереза 1 на установившейся глубине режущая кромка 10 лезвий 6 на верхней части щелереза 1 срезает корни растений в почве, а растительные остатки с поверхности поля увлекают в пахотный горизонт. Смещение стеблей происходит до точки сопряжения режущих кромок 10 и 11. Режущей кромкой 11 лезвий 7 происходит извлечение корней культурных и сорных растений, которые направляют по наклонной режущей кромке 11 в точку взаимного сопряжения режущих кромок 10 и 11. Удельная нагрузка на корни и стебли растений в указанной точке достигает предельных значений. Последние перерезаются. Пластинами 4 и 5 корнями и стеблями растений армируются стенки щели. Армирование стенок щели происходит выше верхних стенок цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3. Режущие кромки 12 и 13 лезвий 8 и 9 аналогичным образом формируют узкую щель шириной 2,0 см в нижних почвенных горизонтах. Перерезанные корни армируют стенки щели в почвогрунтовом горизонте. Так как диаметр долота 15 меньше толщины щелереза 1, то в нижней части стенки щели выполняются гладкими. Режущие кромки 12 и 13 наклонных лезвий 8 и 9 корни сорняков и растений ориентируют в слой грунта, ниже нижней образующей поверхности колец рабочих органов 2 и 3. Точка сопряжения режущих кромок 11 и 12 размещена в одной горизонтальной плоскости, что и оси симметрий цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3.

Удаленные концы 39 и 40 цилиндрических колец рабочих органов 2 и 3 для рыхления стенок щели врезаются в почвогрунт на уровне плужной подошвы и интенсивно ее крошат, как пластину, зажатую между внутренней стенкой кольца и пластиной 5 для левого рабочего органа 3 и пластиной 5 для правого рабочего органа 4. Режущие кромки 35 и 36 на фронтальной части левого рабочего органа 3 и режущие кромки 33 и 34 на фронтальной части правого рабочего органа 2 сначала перерезают узкие цилиндрические щели шириной 1 см и направляют слой почвогрунта внутрь колец. Внутри колец почва подвергается интенсивному сжатию, а на выходе из колец по задним обрезам 41 и 42, 43 и 44 подвергается растяжению. Это увеличивает степень крошения почвы. От почвенного крупного монолита, включая почву и грунт между плужной подошвой, отделяются агрономические ценные почвенные агрегаты с размерами не более 2-5 см. Разрушенная плужная подошва на ширине 0,7 - 0,8 м за каждой щелью в осенне-зимний период позволяет накопить максимальное количество осадков в почвенном слое на глубине 0,5 - 0,6 м. До весеннего покровного боронования почвенные агрегаты интенсивно накапливают атмосферные кислород и азот. После прохода орудия плотность почвы снижается с 1,37 до 0,83 г/см³. Такая плотность почвы вместе с запасами влаги обеспечивает устойчивое произрастание растений на весь период вегетации и получение урожая в зонах рискованного земледелия.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
- для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для противоэрозионной обработки почвы. Сущность изобретения: орудие содержит последовательно установленные друг за другом с лезвиями на фронтальной части щелерез и рабочие органы для рыхления стенок щели. Рабочие органы для рыхления стенок щели выполнены в виде цилиндрических колец, установленных по бокам щелереза. Фронтальные части колец снабжены лезвиями с режущими кромками по винтовым линиям с левой и правой навивками. Точки сопряжений разнонаправленных режущих кромок максимально удалены от боковых стенок щелереза. Кольца на щелерезе размещены в зеркальном отражении. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Орудие для почвозащитной обработки почвы, содержащее последовательно установленные друг за другом с лезвиями на фронтальной части щелерез и рабочие органы для рыхления стенок щели, отличающееся тем, что рабочие органы для рыхления стенок щели выполнены в виде цилиндрических колец, установленных по бокам щелереза, причем фронтальные части колец снабжены лезвиями с режущими кромками по винтовым линиям с левой и правой навивками, при этом точки сопряжений разнонаправленных режущих кромок максимально удалены от боковых стенок щелереза. 2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что задние обрезы цилиндрических колец выполнены по винтовым линиям. 3. Орудие по п.1, отличающееся тем, что угол наклона касательных к винтовым линиям и образующей цилиндрической поверхности кольца переднего среза выполнен большим, чем угол наклона касательных к винтовым линиям и образующей поверхности кольца на задних обрезах. 4. Орудие по п.1, отличающееся тем, что кольца на щелерезе размещены в зеркальном отражении. 5. Орудие по п.1, отличающееся тем, что щелерез образован из двух пластин. 6. Орудие по п.1, отличающееся тем, что кольца выполнены из частей пластин. 7. Орудие по пп. 1 и 6, отличающееся тем, что кольца размещены между лезвиями на фронтальной части и задним обрезом щелереза. 8. Орудие по пп.5 - 7, отличающееся тем, что кольца рабочих органов для рыхления стенок щели сопряжены между собой частями несрезанных пластин. 9. Орудие по п. 1, отличающееся тем, что лезвия на фронтальной части щелереза выполнены с разнонаклонными линиями, места сопряжений которых выполнены на разных уровнях щелереза.