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

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для разуплотнения интенсивно эксплуатируемого почвенного горизонта в орошаемом земледелии.

Известен рабочий орган культиватора, имеющий форму криволинейного черенкового ножа с переменной толщиной, увеличивающийся 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 [1].

В орошаемом земледелии после проведения покровного боронования в два следа проводят влагозарядковые поливы. Поверхностный слой почвы, уплотнившийся за осенне-весенний период, после одного-двух предпосевных поливов достигает плотности, почти равной перед основной вспашкой в осенний период после уборки предшественника. Обработка почвы вышеописанным рабочим органом культиватора, несмотря на большую глубину до 16 см, производит рыхление только узкой полосы.

Известен также рабочий орган культиватора, в котором с целью повышения устойчивости движения культиватора относительно траектории движения трактора и качества обработки почвы при работе на склонах на крыльях стрельчатой лапы симметрично продольной оси рабочего органа и плоскости крыльев установлены жесткие вертикальные пластины ниже плоскости лезвий крыльев; носок наральника и нижние грани жестких вертикальных пластин расположены в горизонтальной плоскости [2].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся большое тяговое сопротивление и низкое качество крошения почвы, несмотря на то что стрельчатая лапа снабжена дополнительными вертикальными пластинами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является 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 [3].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся недостаточное крошение переуплотненных почв в орошаемом земледелии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

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

Технический результат - повышение интенсивности крошения почвы в орошаемом земледелии за счет дополнительного рыхлителя, выполненного в виде пружины растяжения и установленного за долотом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе культиватора, включающем стойку и долото конусовидной формы с закругленной вершиной, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнуто-криволинейные поверхности, в створе долота за стойкой размещен дополнительный рыхлитель, выполненный в виде цилиндрической пружины растяжения, передние витки которой установлены в кронштейне, закрепленном на нижней криволинейной части стойки, при этом на боковой поверхности кронштейна выполнены два ряда сквозных отверстий с переменным шагом в рядах для установки передних витков цилиндрической пружины и одно дополнительное отверстие, ось которого направлена перпендикулярно и с перекрещиванием к одному из отверстий на боковой поверхности, для установки стопора витков пружины; кронштейн выполнен из полосовой стали, толщина которой меньше или равна толщине стойки; внешний диаметр витков цилиндрической пружины выполнен большим, нежели ширина долота.

За счет того что рабочий орган снабжен дополнительным рыхлителем в виде пружины растяжения, 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 показан рабочий орган культиватора, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, фиксирование передних витков цилиндрической пружины растяжения дополнительного рыхлителя в кронштейне стойки цилиндрическим штифтом.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган культиватора содержит стойку 1 прямоугольного сечения, которая имеет режущую кромку 2 в нижней (подземной) части, и долото 3 конусовидной формы с закругленной вершиной 4. Долото 3 выполнено из двух разнопрочных частей. Передняя часть долота 3 выполнена в виде износостойкого наконечника 5 и имеет форму конуса. Задняя часть долота 3 имеет форму усеченного эллиптического конуса 6. Эта часть долота представляет собой усеченный эллиптический конус, основание которого переходит в боковые вогнуто-криволинейные поверхности 7, сопрягающиеся с боковыми сторонами стойки 1.

В створе долота 3 за стойкой 1 размещен дополнительный рыхлитель, выполненный в виде цилиндрической пружины растяжения 9. Передние витки 10 цилиндрической пружины растяжения 9 установлены в кронштейне 11. Кронштейн 11 закреплен на нижней криволинейной части стойки 1. Кронштейн 11 выполнен из полосовой стали, толщина которой меньше или равна толщине стойки 1. На боковой поверхности 12 кронштейна 11 выполнены два ряда сквозных отверстий с переменным нарастающим шагом t₁, t₂ и t₃ в верхнем 13 и нижнем 14 рядах для установки передних витков 10 цилиндрической пружины растяжения 9. На верхней грани 15 кронштейна 11 выполнено дополнительное сквозное отверстие 16, ось которого ортогональна к оси к одному из отверстий на боковой поверхности 12 кронштейна 11. Оси упомянутых отверстий не пересекаются. В отверстии 16 размещен с натягом цилиндрический штифт 17, который блокирует передний виток 10 цилиндрической пружины 9 и этим достигается надежное крепление дополнительного рыхлителя в створе стойки 1. Внешний диаметр d витков цилиндрической пружины 9 выполнен большим, недели ширина b долота 3.

Рабочий орган культиватора работает следующим органом.

При движении рабочего органа закругленная и особо упрочненная вершина 4 наконечника 5 воздействует на переуплотненную почву, вызывая в ней деформацию смятия. Одновременно с этим конусовидная поверхность 6 долота 3 воздействует на почвенную массу в вертикальной и горизонтальной плоскостях, причем за счет того, что опорная часть 7 долота 3 имеет эллиптическое сечение, деформация почвы в горизонтальной плоскости несколько больше. В результате этого почвенные частицы уплотняются, образуя локальные крупные и механически прочные структуры. У основания 6 долота 3 почвенная масса по вогнуто-криволинейным поверхностям 7 попадает в зону разряжения, где происходит ее крошение на агрономически ценные отдельности. В зоне разрежения в работу вступает дополнительный деформатор. Сжатые витки пружины растяжения 9 воздействуют на почвенные отдельности и производят их разрушение от центра пружины 9 в радиальных направлениях. Витки пружины 9 под лобовым сопротивлением почвенного слоя растягиваются в осевом направлении. На разрушенные почвенные комья крупных размеров каждый виток (по крайней мере не меньше десяти раз) воздействует многократно, производя интенсивное из разрушение. Комья почвы крошатся, вызывая трение почвенных агрегатов относительно друг друга. Перемещение почвенных агрегатов вверх относительно нижней уплотненной части, расположенных выше долота 3 и предварительно разрушенной с помощью режущей кромки 2 и стенок 8 стойки 1, производится витками цилиндрической пружины 9. Производимые многократные удары растянутыми витками пружины 9 интенсивно крошат слой почвы на глубине 0-16 см. При крошении почвы разрываются растительные и корневые остатки. Нависшие корни растений и влажные частицы почвы за счет выполнения витков пружины 9 по спиралям винтовой линии плавно сходят с них, обеспечивая самоочищение дополнительного рыхлителя. Возрастающие при повышении продольных нагрузок упругие деформации возвращают витки пружины 9 в исходное положение, т.к. возникает вибрация, т.е. переход статических напряжений в динамические ударные колебания, более интенсивно разрушающие, уплотняющие и разрыхляющие почву.

Дополнительный рыхлитель, направленно используя силы сопротивления почвы, позволяет развивать большие усилия на витках пружины 9 и создавать напряжения в почве, превышающие предел их прочности, что вызывает дополнительное разрушение почвы в зоне работы долота 3. Это ведет к снижению затрачиваемой энергии на выполнение технологического процесса обработки переуплотненной почвы в орошаемом земледелии.

Предлагаемый рабочий орган культиватора обеспечивает более глубокое на 16-18 см рыхление почвы, позволяет снизить исходную плотность почвы с 1,2 г/см³ до 0,8-0,9 г/см³, а при вегетационных поливах обеспечить промачивание почвы до 25-30 см. Этим достигается интенсивное произрастание возделываемых сельскохозяйственных культур на орошаемых полях. При возделывании однолетних кормовых культур, например сорго на силос, повышается урожайность зеленой массы на 1,4-2,6 т/га только по сравнению с предпосевной культивацией стрельчатыми лапами серийного парового культиватора КПС-4А.

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 вышеописанных 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 рабочих органах для рыхления интенсивно эксплуатируемого почвенного горизонта в орошаемом земледелии. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку, долото и рыхлитель. Долото выполнено конусовидной формы с закругленной вершиной, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнуто-криволинейные поверхности. В створе долота за стойкой размещен дополнительный рыхлитель, выполненный в виде цилиндрической пружины растяжения. Передние витки цилиндрической пружины установлены в кронштейне, закрепленном на нижней криволинейной части стойки. На боковой поверхности кронштейна выполнены два ряда сквозных отверстий с переменным шагом в рядах для установки передних витков цилиндрической пружины и одно дополнительное отверстие. Ось дополнительного отверстия направлена перпендикулярно и с перекрещиванием к одному из отверстий на боковой поверхности для установки стопора витков пружины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку и долото конусовидной формы с закругленной вершиной, основание которого в месте сопряжения со стойкой имеет вогнуто-криволинейные поверхности, отличающийся тем, что в створе долота за стойкой размещен дополнительный рыхлитель, выполненный в виде цилиндрической пружины растяжения, передние витки которой установлены в кронштейне, закрепленной на нижней криволинейной части стойки, при этом на боковой поверхности кронштейна выполнены два ряда сквозных отверстий с переменным шагом в рядах для установки передних витков цилиндрической пружины и одно дополнительное отверстие, ось которой направлена перпендикулярно и с перекрещиванием к одному из отверстий на боковой поверхности для установки стопора витков пружины. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что кронштейн выполнен из полосовой стали, толщина которой меньше или равна толщине стойки. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что внешний диаметр витков цилиндрической пружины выполнен большим, нежели ширина долота.