ПОДПОЧВЕННЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для щелевания почвы.

Известен рабочий орган почвообрабатывающей машины, выполненный в виде кольца [1].

Недостаток указанного рабочего органа заключается в некачественном крошении почвы.

Известен также рабочий орган почвообрабатывающей машины, выполненный в виде кольца, в котором с целью улучшения качества обработки почвы, перпендикулярно кольцу установлено дополнительное кольцо, при этом кольца выполнены с режущими кромками и закреплены на приводном валу [2].

К недостаткам описанного рабочего органа несмотря на простоту конструкции колец следует отнести малую глубину обрабатываемого слоя, большую металлоемкость и существенные энергозатраты на привод.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является подпочвенный рыхлитель, включающий стойку-щелерез, снабженный долотом и закрылками, в котором с целью повышения емкости для щели путем его рыхления и снижения энергоемкости, рыхлитель снабжен установленным на носке и хвосте стойки-щелереза полозом с закрепленными на нем одна за другой стрельчатыми лапками с отгибом по вертикали; передние по ходу движения стрельчатые лапки размещены с отгибом вверх, а задние - вниз [3]. Этот подпочвенный рыхлитель нами принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся незначительная зона рыхления, низкое качество крошения почвы, нависание сорняков на стойке-щелерезе и забивание почвой с корнями сорных растений стрельчатых лапок, полоза и долота, а также низкая техническая надежность рыхлителя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества крошения и расширения объема разрыхленной почвы.

Технический результат - снижение тягового сопротивления, упрощение конструкции, увеличение срока службы и уменьшение металлоемкости с сохранением технологической надежности рыхлителя почвы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в подпочвенном рыхлителе, включающем стойку-щелерез, долото и закрылки, закрылки выполнены в виде колец, установленных по бокам стойки-щелереза, причем стойка-щелерез снабжена возможностью переустановки к направлению движения и снабжена дополнительными лезвием с режущей кромкой на фронтальной части и долотом на нижнем срезе; стойка-щелерез выполнена из боковин с равной толщиной; кольца выполнены из частей боковин стойки-щелереза; торцевые грани колец снабжены режущими кромками, образованными односторонними лезвиями, обращенными во внутрь кольца; угол заточки односторонних лезвий выполнен равным 15 - 18^o; кольца размещены равноудаленно от основного и дополнительного лезвий стойки-щелереза; кольца сопряжены между собой внешними поверхностями в плоскости сопряжения боковин стойки-щелереза; верхняя часть стойки-щелереза снабжена монтажными втулками; долото выполнено с возможностью переустановки и демонтажа на нижнем срезе стойки-щелереза; долото зафиксировано в стойке-щелерезе цилиндрическими штифтами; на нижнем срезе стойки-щелереза выполнено монтажное окно; боковины стойки-щелереза взаимно соединены контактной сваркой; боковины стойки-щелереза в месте сопряжения колец дополнительно соединены кольцевыми сварными швами, выполненными в технологических окнах в одной из боковин; в точках пересечений линий срезов на боковинах стойки-щелереза выполнены просечки.

За счет того, что стойка-щелерез снабжена кольцами на ее боковых гранях, дополнительными лезвием и долотом и выполнена с возможностью переустановки к направлению движения, 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 подпочвенный рыхлитель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид в плане; на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг. 2 (диаметральное сечение колец и поперечное сечение стойки-щелерез).

Подпочвенный рыхлитель содержит стойку-щелерез 1, закрылки 2 и 3 и долото 4.

Стойка-щелерез выполнена из двух боковин 5 и 6 равной толщины из листовой стали марки 45-60 ГОСТ 1050-74 толщиной 10 мм. С внешней стороны на боковинах 5 и 6 выполнены односторонние лезвия 7,8, 9 и 10 с углами заточки 8 - 10^o. При сопряжении боковин 5 и 6 образуются основное лезвие с режущей кромкой 11 и дополнительное лезвие с режущей кромкой 12. Основное и дополнительное лезвия выполнены симметричными относительно вертикальной оси симметрии 13 стойки-щелереза 1. На нижних срезах 14 и 15 боковин 5 и 6 выполнены наклонные полукруглые канавки с радиусом окружности 8 мм. При сопряжении боковин 5 и 6 в плоскости сопряжений образуются два наклонных отверстия диаметром 16 мм для установки основного долота 4 и дополнительного долота 16. Оси долот 4 и 16 наклонены к горизонту под углом 10±2^o. Долота 4 и 6 в наклонных отверстиях стойки-щелереза 1 зафиксированы цилиндрическими штифтами 17 диаметром 12 мм. Штифты 17 размещены в отверстиях, оси которых не пересекаются с осями наклонных отверстий. На нижних срезах 14 и 15 боковин 5 и 6 между наклонными отверстиями для установки долот 4 и 16 выполнено монтажное окно 18, предусмотренное для демонтажа и переустановки долот 4 и 16 в рабочее и нерабочее положения.

Верхняя часть стойки-щелереза 1 снабжена монтажными втулками 19. Посадочные отверстия в монтажных втулках выполнены диаметром 40±0,5 мм. Расстояние между центрами втулок 19 равно 400±0,6 мм. Монтажные втулки 19 соединены с боковинами 5 и 6 стойки-щелереза 1 замкнутыми сварными швами катетом 6±1 мм. На фронтальных кромках боковин 5 и 6 с противоположной стороны от лезвий 7, 8, 9 и 10 выполнено напыление износостойкого сплава толщиной 0,5 - 0,6 мм. При сопряжении боковин 5 и 6 образуются режущие кромки 11 и 12 особой прочности и износостойкости толщиной 1,0 - 1,2 мм.

Закрылки 2 и 3 выполнены в виде колец с внешним диаметром 190 мм, установленных на внешних гранях боковин 5 и 6. Кольца закрылок 2 и 3 выполнены из частей боковин 5 и 6 стойки-щелереза 1. Для этого на боковинах 5 и 6 по два П-образных среза 20 и 21. Перед выполнением П-образных срезов 20 и 21 на пересечении прямых линий срезов выполнены просечки 22 и 23 диаметром 16 - 18 мм. Просечки 22 и 23 выполняют от предлагаемой плоскости сопряжения в сторону выполнения лезвий 7-10. Это позволяет исключить дополнительные затраты ручного труда для исключения локальных выступов и исключения недорезов штампами и образования заусениц. Торцевые грани колец закрылок 2 и 3 снабжены режущими кромками 24 и 25, образованными односторонней заточкой лезвий 26, 27, 28 и 29.

Горизонтальные участки П-образных срезов 20 и 21 образуют линии стыков 30 и 31 при сопряжении по дугам окружностей верхней и нижней частей боковины 5 (6). Лезвия 26 - 29 обращены во внутрь колец закрылок 2 и 3. Угол заточки односторонних лезвий 26- 29 выполнен равным 15 - 18^o. Кольца закрылок 2 и 3 размещены равноудаленно от основной режущей кромки 11 и дополнительной режущей кромки 12 лезвий 7-10 стойки-щелереза 1. Кольца закрылок 2 и 3 сопряжены между собой в плоскости контакта боковин 5 и 6 стойки-щелереза 1. Боковины 5 и 6 по всему периметру взаимно соединены контактной сваркой с площадью свариваемого контакта не менее 2,0 - 2,5 см² и с шагом между ними не более 40 мм. Боковины 5 и 6 стойки-щелереза 1 в месте взаимного сопряжения колец закрылок 2 и 3 дополнительно соединены кольцевыми сварными швами катетами не менее 5 мм, выполненных в технологических окнах 32 и 33 на боковине 5 и боковине 6. Это обеспечивает требуемую техническую жесткость стойки-щелереза 1.

Подпочвенный рыхлитель работает следующим образом.

Посредством пары пальцев с номинальным диаметром 40 мм и монтажных втулок 19 стойку-щелерез 1 навешивают на раму почвообрабатывающей машины, снабженной кронштейнами навески и опорными колесами. Последними устанавливают глубину щелевания в пределах 55 - 65 см, интенсивной обработки почвы - в диапазоне 20-40 см и безотвального крепления - в слое 10 - 20 см.

При переводе рамы почвообрабатывающей машины посредством навесной системы агрегатируемого трактора из транспортного положения в рабочее положение основное долото 4 "вспарывает" поверхность поля, заглубляется в старопахотный горизонт на глубине 27-30 см, разрушает переуплотненную плужную подошву толщиной 3-5 см и врезается в почвогрунт на глубину 25-30 см ниже плужной подошвы. Режущая кромка 11 на фронтальной части стойки-щелереза 1 совместно с односторонними лезвиями 7 и 10, а также основным долотом 4 формируют узкую щель шириной 2 см и глубиной 20 см с уплотненными стенками щели с плотностью почвы в них не ниже 2,1-2,6 г/см³.

При установившемся движении стойки-щелереза 1 режущая кромка 11 лезвий 7 и 10 разрезает верхний пахотный горизонт на два вертикальных слоя. Растительные и корневые остатки разрезаются криволинейной режущей кромкой 11. Одновременно с этим верхними криволинейными плоскостями закрылок 2 и 3 происходит подрезание пахотного горизонта на глубине 10-20 см от дневной поверхности.

Закрылками 2 и 3, установленными по бокам стойки-щелереза 1, производится крошение пахотного слоя, подрезание корней растений-предшественниц и сорняков с сохранением стержневого фона. Кольцевыми режущими кромками 24 закрылок 2 и 3 подрезаются часть пахотного слоя, пружинная подошва и почвогрунт. Лезвиями 26 и 29 закрылок 2 и 3 порезанные почвенные пласты направляются в полость колец, где подвергаются интенсивному радиальному сжатию. За счет лобового подпора несрезанных почвенных горизонтов разрыхления масса выталкивается из колец закрылок 2 и 3. При выталкивании сжатых почвенных агрегатов из колец образуются агрономически ценные почвенные фракции с диаметрами комочков от 2 до 5 см. В разрыхленном слое образуется наибольшее количество почвенных агрегатов и воздушных пустот. Разрыхленный слой в подпочвенном горизонте ниже плужной подошвы и пахотный слой не подвергаются перемешиванию. Этим сохраняется качество пахотного почвенного горизонта.

При интенсивном износе лезвия долота 4 последнее при демонтированных штифтах 17 может быть установлено в новое положение или заменено новым из комплекта ЗИП почвообрабатывающей машины. При достижении галтелей на режущих кромках 11 стойки-щелереза 1 и на кольцевых режущих кромках 24 закрылок 2 и 3 производят переустановку стойки-щелереза 1 путем ее поворота на 180^o вокруг оси 13. В работе будет участвовать дополнительная режущая кромка 12 на задней части стойки-щелереза 1, дополнительное долото 16 после его приведения в рабочее положение и кольцевые режущие кромки 25 односторонних лезвий 27 и 28 закрылок 2 и 3. Рабочий процесс осуществляется аналогичным образом. Описанный рабочий орган для подпочвенного рыхления таким образом дважды увеличивает срой службы стойки-щелереза 1 и закрылок 2 и 3.

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 сельском хозяйстве для подпочвенного рыхления переуплотненных почв для их аэрации за осенне-зимний период. Сущность изобретения: рыхлитель содержит стойку-щелерез, долото и закрылки. Закрылки выполнены в виде колец и установлены по бокам стойки-щелереза. Стойка-щелерез снабжена возможностью переустановки к направлению движения. Стойка-щелерез снабжена дополнительным лезвием с режущей кромкой на фронтальной части и дополнительным долотом на нижнем срезе. Стойка-щелерез выполнена из боковин с равной толщиной. Кольца выполнены из частей боковин. Торцевые грани колец снабжены режущими кромками, образованными односторонними лезвиями, обращенными во внутрь кольца. Угол заточки односторонних лезвий выполнен равным 15 - 18^o. Кольца размещены равноудаленно от основного и дополнительного лезвий стойки-щелереза. Кольца совмещены между собой внешними поверхностями в плоскости сопряжения боковин стойки-щелереза. Верхняя часть стойки-щелереза снабжена монтажными втулками. Долото выполнено с возможностью переустановки и демонтажа на нижнем срезе стойки-щелереза. Долото зафиксировано в стойке-щелерезе цилиндрическими штифтами. На нижнем срезе стойки-щелереза выполнено монтажное окно. Боковины стойки-щелереза взаимно соединены контактной сваркой. Боковины в месте сопряжения колец дополнительно соединены кольцевыми сварными швами, выполненными в технологических окнах в одной из боковин. 13 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Подпочвенный рыхлитель, включающий стойку-щелерез, снабженный долотом и закрылками, отличающийся тем, что закрылки выполнены в виде колец, установленных по бокам стойки-щелереза, причем стойка-щелерез снабжена возможностью переустановки к направлению движения и снабжена дополнительными лезвием с режущей кромкой на фронтальной части и долотом на нижнем срезе. 2. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что стойка-щелерез выполнена из боковин с равной толщиной. 3. Рыхлитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кольца выполнен из частей боковин стойки-щелереза. 4. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что торцевые грани колец снабжены режущими кромками, образованными односторонними лезвиями, обращенными во внутрь кольца. 5. Рыхлитель по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что угол заточки односторонних лезвий выполнен равным 15 - 18^o. 6. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что кольца размещены равноудаленно от основного и дополнительного лезвий стойки-щелереза. 7. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что кольца сопряжены между собой внешними поверхностями в плоскости контакта боковин стойки-щелереза. 8. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть стойки-щелереза снабжена монтажными втулками. 9. Рыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что долото выполнено с возможностью переустановки и демонтажа на нижнем срезе стойки-щелереза. 10. Рыхлитель по пп. 1 и 9, отличающийся тем, что долото зафиксировано в стойке-щелерезе цилиндрическими штифтами. 11. Рыхлитель по пп. 1 и 9, отличающийся тем, что на нижнем срезе стойки-щелереза выполнено монтажное окно. 12. Рыхлитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что боковины стойки-щелереза взаимно соединены контактной сваркой. 13. Рыхлитель по пп. 1, 2 и 7, отличающийся тем, что боковины стойки-щелереза в месте сопряжения колец дополнительно соединены кольцевыми сварными швами, выполненными в технологических окнах в одной из боковин. 14. Рыхлитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в точках пересечений линий срезов на боковинах стойки-щелереза выполнены просечки.