РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01B35/26 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим машинам для рыхления почвы со стержневым фоном.

Известен рабочий орган культиватора, имеющий форму криволинейного черенкового ножа с переменной толщиной, увеличивающейся сверху вниз по его длине, в котором с целью улучшения качества рыхления почвы и уменьшения тягового сопротивления передняя рабочая часть ножа выполнена с переменным углом заточки: от острого в верхней части ножа до тупого в нижней его части с плавным переходом между ними (SU, N 435764. М.кл. A 01 B 35/20, A 01 B 35/26. Рабочий орган культиватора //Сторчак С.В. Заявлено 18.02.1972. Опубликовано 15.07.1974).

Несмотря на горизонтальную режущую кромку в нижней части стойки, им обрабатывается лишь узкий вертикальный слой почвы. По мере износа упомянутой режущей кромки резко возрастает тяговое сопротивление рабочего органа. При радиусе галтели 6-8 мм в нижней части стойки выбраковывают весь рабочий орган, изготовленный из высококачественной стали.

Известен также рабочий орган культиватора, включающий стойку и долото, в котором с целью повышения качества рыхления и снижения тягового сопротивления долото выполнено в виде эллиптического конуса, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнуто-криволинейные поверхности; вершина конуса закруглена (SU, N 1431698. М.кл. 4 A 01 B 35/26. Рабочий орган культиватора //Шишлянников И. Д. и Пулин И.В. Заявлено 29.10.1986. Опубликовано 23.10.1988).

К недостаткам данного устройства относятся пониженная стойкость к износу рабочего органа, повышение тягового сопротивления по мере износа долота, а также высокая стоимость эксплуатационных затрат вследствие замены после износа не рабочего лезвия, а всего рабочего органа, изготовленного из конструкционных стальных материалов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей рабочего органа.

Технический результат - повышение срока службы, снижение стоимости эксплуатации, стабилизация тягового сопротивления рабочего органа за счет применения износостойкого наконечника, скалывающих элементов и их смены после продолжительной работы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе почвообрабатывающего орудия, содержащем стойку и долото конусовидной формы с закругленной вершиной, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнутую поверхность, долото выполнено разъемным и состоит из передней и задней частей, при этом передняя часть долота выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму конуса, а задняя часть имеет форму усеченного эллиптического конуса и между основаниями передней и задней частей долота в плоскости их сопряжения размещены скалывающие элементы, причем передняя часть снабжена резьбовым хвостовиком, расположенным на ее основании, и в этой части долота имеется радиальное отверстие, расположенное между закругленной вершиной и основанием, а в задней части долота со стороны малого основания имеются резьбовое отверстие и два глухих отверстия, которые смещены вбок, выполнены на опорных площадках и в которых размещены штифты для фиксации упомянутых скалывающих элементов между частями долота; скалывающий элемент выполнен из высокопрочного и износостойкого материала в виде усеченной правильной пирамиды преимущественно с нечетным числом боковых граней, снабженных режущими кромками в плоскости большого основания, и отверстием, выполненным в центре скалывающего элемента; скалывающий элемент смонтирован с возможностью переустановки на штифте задней части долота; опорные площадки расположены в теле задней части долота относительно малого основания на глубине, равной толщине скалывающего элемента; одна из режущих кромок скалывающего элемента сопряжена с боковой гранью опорной площадки.

За счет того что долото выполнено из двух отдельных частей, а в плоскости их сопряжения установлены скалывающие элементы, 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.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, диаметральный разрез передней съемной и задней частей долота и скалывающих элементов, размещенных в плоскости сопряжения передней и задней частей долота; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2, положение скалывающих элементов на опорных площадках малого основания эллиптического конуса.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган почвообрабатывающего орудия содержит стойку 1 прямоугольного сечения и долото 2, установленное в ее нижней части. Фронтальная часть стойки 1 снабжена режущей кромкой 3 на вершине двугранного лезвия 4. Угол заточки двугранного лезвия 4 не превышает 21-25^o. Долото 2 выполнено конусовидной формы с закругленной вершиной 5. Основание долота 2 в месте сопряжения со стойкой 1 имеет вогнутую поверхность 6. Долото 2 выполнено разъемным и состоит из передней и задней частей 7 и 8. Передняя часть 7 долота 2 выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму кругового конуса. Задняя часть 8 долота 2 имеет форму усеченного эллиптического конуса. Основание 9 передней части 7 долота 2 сопряжено с малым основанием усеченного эллиптического конуса задней части 8 долота 2. Основание 9 передней части 7 долота 2 снабжено резьбовым хвостовиком 10. Передняя часть 7 долота 2 снабжена радиальным отверстием 11, расположенным между закругленной вершиной 5 и основанием 9. В задней части 8 долота 2 со стороны малого основания имеются резьбовое отверстие 12 и два глухих отверстия 13, которые размещены вбок. По оси усеченного эллиптического конуса выполнено резьбовое отверстие 12 для навинчивания резьбового хвостовика 10 передней части 7 долота 2. Со смещением вбок от оси эллиптического конуса задней части 8 долота 2 выполнены два монтажных отверстия 13 диаметром 6 мм, в которых установлены штифты 14. На малом основании эллиптического конуса задней части 8 долота 2 со смещением от резьбового отверстия 12 выполнены две опорные площадки 15 и 16 для размещения скалывающих элементов 17.

Скалывающий элемент 17 выполнен в виде усеченной пирамиды с нечетным числом боковых граней 18. Пересечение боковых граней 18 пирамиды с ее большим основанием образует режущие кромки 19. Вдоль оси пирамиды скалывающего элемента 17 выполнено отверстие диаметром 6 мм. Толщина скалывающего элемента 17 равна высоте усеченной пирамиды. Скалывающие элементы 17 посредством штифтов 14 закреплены на опорных площадках 15 и 16. Поворот скалывающего элемента 17 вокруг оси штифта 14 ограничен боковой гранью 20 опорной площадки 15 и 16. Длина цилиндрических штифтов 14 равна сумме высоты скалывающего элемента 17 и глубине монтажного отверстия 12. Скалывающие элементы 17 на штифтах 14 смонтированы с возможностью переустановки. В рабочем положении малое основание пирамиды должно быть совмещено с опорной площадкой 15 (16). Одна из режущих кромок 19 скалывающего элемента 17 сопряжена с боковой гранью 20 опорной площадки 15 или 16. Опорные площадки 15 и 16 расположены в теле задней части 8 долота 2 относительно малого основания на глубине, равной толщине скалывающего элемента 17.

Рабочий орган почвообрабатывающего орудия работает следующим образом.

Перед началом работы в отверстия 13 на опорных площадках 15 и 16 устанавливают цилиндрические штифты диаметром 6 мм. На штифты монтируют скалывающие элементы 17 таким образом, чтобы одна из ее режущих кромок 19 была параллельной боковой грани 20 опорной площадки 15 (16). Передняя часть 7 долота 2 посредством воротка диаметром 14 мм, размещаемого в радиальном отверстии 11, навинчивают за резьбовой штифт 10 в резьбовое отверстие 12 в задней части 8 долота 2. При навинчивании штифта 10 передней части 7 долота 2 его основание 9 в плоскости разъема с малым основанием эллиптического конуса задней части 8 долота 2 прижимает скалывающие элементы 17 к поверхности опорных площадок 15 и 16. Благодаря смещению отверстий 13 вбок от геометрической оси эллиптического конуса задней части 8 долота 2 режущие кромки 19 скалывающих элементов 17 выступают за пределы большего основания эллиптического конуса задней части 8 долота 2. После этого передняя часть 7 долота 2 в виде кругового конуса и его задняя часть 8 в виде усеченного эллиптического конуса образуют вместе со скалывающими элементами 17 единое долото 2 повышенной износостойкости. При движении рабочего органа закругленная и особо упрочненная вершина 5 передней части 7 долота 2 воздействует на почву, вызывая в ней деформацию смятия. Одновременно с этим конусовидная поверхность долота 2 воздействует на почвенную массу в вертикальной и горизонтальной плоскостях, причем за счет того, что ось конуса наклонена к горизонту, а между нижней образующей конической поверхностью и горизонтом образуется задний угол в пределах 5-7^o. Деформация почвы в горизонтальной плоскости несколько меньше, чем в продольно-вертикальной плоскости. Увеличение зоны рыхления в горизонтальной плоскости достигается скалывающими элементами 17. Режущие кромки 19 скалывающих элементов 17 внедряются в твердый слой почвы и дополнительно ее крошат. В результате этого почвенные частицы за пределами элементов 17 уплотняются, образуя локальные более крупные и механически прочные структуры. У большего основания эллиптического конуса долота 2 почвенная масса по вогнутым поверхностям 6 попадает в зону разряжения, где происходит крошение крупных агрегатов на агрономически ценные отдельности. За счет того что в зоне разряжения происходит трение почвы о почву, снижается общее тяговое сопротивление рабочего органа. Деформация почвы в слоях, расположенных выше долота 2, осуществляется с помощью режущей кромки 3 лезвия 4 стойки 1.

В процессе работы рабочего органа происходит дополнительное перемещение частиц почвы при встрече со скалывающими элементами 17. Это способствует, во-первых, дополнительному дроблению и рыхлению почвы и, во-вторых, увеличению зоны рыхления за счет выступающих кромок в точках пересечений режущих кромок 19 на большом основании многоугольника с нечетным числом боковых граней скалывающего элемента 17. Повышенный срок службы рабочего органа достигается наличием на долоте 2 съемной передней части 7 износостойкого наконечника, установленного в зоне наиболее интенсивной деформации почвы. Дополнительно упрочненная вершина 5 передней части 7 долота 2 изнашивается менее интенсивно по сравнению с остальными поверхностями долота 2. Вследствие этого не происходит ускоренное, интенсивное затупление долота 2, что является фактором стабилизации тягового сопротивления рабочего органа при его износе. При износе или выкрашивании особо прочных режущих кромок 19 скалывающих элементов 17 производят их переустановку на штифтах 14 таким образом, чтобы в работе участвовали новые или менее изношенные режущие кромки 19. С другой стороны, повышенная износостойкость и стабильность тягового сопротивления расширяют функциональные возможности рабочего органа, позволяя использовать его не только для культивации-рыхления, но и для глубокого рыхления тяжелых по мехсоставу почв. При необходимости переднюю часть 7 долота 2 заменяют новым, оставляя для дальнейшей работы остальные элементы рабочего органа. Также поступают и со скалывающими элементами 17.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении; для заявленного изобретения в соответствии с нижеизложенной формулой подтверждена возможность его осуществления с помощью известных 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.

Рабочий орган предназначен для обработки почвы и может быть использован в орудиях для рыхления почвы со стержневым фоном. Рабочий орган содержит стойку, долото и скалывающие элементы на нем. Долото выполнено конусовидной формы с закругленной вершиной. Основание долота в месте сопряжения со стойкой имеет вогнутую поверхность. Долото выполнено из двух частей. Передняя отъемная часть долота выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму конуса, что повышает долговечность рабочего органа. Задняя часть долота имеет форму усеченного эллиптического конуса. Между основаниями передней и задней частей долота в плоскости их сопряжения размещены обеспечивающие дополнительное рыхление почвы скалывающие элементы, выполненные из высокопрочного и износостойкого материала с нечетным числом боковых граней, снабженных режущими кромками в плоскости большого основания пирамиды, и отверстием, выполненным в центре скалывающего элемента. Это увеличивает ширину зоны горизонтального рыхления. Основание передней части долота снабжено резьбовым хвостовиком. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий стойку и долото конусовидной формы с закругленной вершиной, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнутую поверхность, отличающийся тем, что долото выполнено разъемным и состоит из передней и задней частей, при этом передняя часть долота выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму конуса и между основаниями передней и задней частей долота в плоскости их сопряжения размещены скалывающие элементы, причем передняя часть снабжена резьбовым хвостовиком, расположенным на ее основании и в этой части долота имеется радиальное отверстие, расположенное между закругленной вершиной и основанием, а в задней части долота со стороны малого основания имеются резьбовое отверстие и два глухих отверстия, которые смещены вбок, выполнены на опорных площадках и в которых размещены штифты для фиксации упомянутых скалывающих элементов между частями долота. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что скалывающий элемент выполнен из высокопрочного и износостойкого материала в виде усеченной правильной пирамиды преимущественно с нечетным числом боковых граней, снабженных режущими кромками в плоскости большого основания, и отверстием, выполненным в центре скалывающего элемента. 3. Рабочий орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что скалывающий элемент смонтирован с возможностью переустановки на штифте задней части долота. 4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что опорные площадки расположены в теле задней части долота относительно малого основания на глубине, равной толщине скалывающего элемента. 5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что одна из режущих кромок скалывающего элемента сопряжена с боковой гранью опорной площадки.