РАБОЧИЙ ОРГАН РОТОРНОГО РЫХЛИТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК A01B33/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к рабочим органам, которые одновременно являются движителями.

Известен рабочий орган почвообрабатывающей машины роторного типа, который выполнен в виде лезвия с односторонней заточкой (фиг.1) [1]. Такая форма рабочего органа позволяет снизить затраты энергии на резание почвы до 40% по сравнению с двухсторонней его заточкой. При работе машины рабочему органу присущ недостаток. При снижении скорости взаимодействия рабочего органа с почвой относительно поступательной скорости машины, т.е. λ , происходит смятие затылком (плоскостью 1, фиг.1) впередилежащего пласта, что ведет к повышению затрат энергии на рыхление почвы. В этих условиях на некотором участке трохоиды происходит также смятие почвы элементами плоскости 2 (фиг.1).

Известен рабочий орган (прототип), рекомендованный для роторного рыхлителя, включающий клин с односторонней заточкой и затылочный участок (выступ) 1, образованный плоскостями 2, 3 и 4 (фиг.2). В сечении по нормали 5 (фиг.2) продольной оси рабочего органа плоскости ниже и выше участка 1 совместно с плоскостью 6 образуют прямоугольную форму (фиг. 3, 4) [2].

рабочий орган в условиях внедрения в почву по вертикали, последующего ее рыхления отрывом пласта при скорости взаимодействия с почвой не выше скорости движения машины (λ ≤ 1) позволяет снизить затраты энергии на рыхление.

При работе роторного рыхлителя в качестве движителя - рыхлителя самоходной почвообрабатывающей машины, когда элементы рабочего органа перемещаются по более сложным траекториям (параболического и др. видов) при λ ≤ 1 рабочий орган не удовлетворяет требованиям из-за повышенных затрат энергии на его внедрение и в целом рыхление почвы [3, 4].

Цель изобретения снижение затрат энергии на рыхление почвы рабочим органом. Это достигается тем, что рабочий орган роторного рыхлителя, включающий клин с односторонней заточкой и затылочный участок, образованный плоскостями, отличается тем, что плоскости в зоне затылочного участка в сечении по нормали продольной оси рабочего органа образуют треугольную форму либо трапеции и переходят выше и ниже этого участка в кривые поверхности.

Выполнение рабочего органа в указанном сечении треугольной формы либо трапеции позволяет уменьшить объем внедряемой части в 1,5 ^oC 2 раза, а также затраты энергии на внедрение, в целом рыхление почвы с сохранением расклинивающего действия на нее. Переход плоскостей, образующих затылочный участок рабочего органа в кривые поверхности, позволяет снизить трение почвы по ним, что ведет также к частичному снижению затрат энергии на рыхление почвы.

На фиг. 5 представлен рабочий орган, включающий клин с односторонней заточкой и затылочный участок (выступ) 1, образованный плоскостями 2, 3, 4, 6. Указанные плоскости в зоне затылочного участка 1 в сечении по нормали продольной оси рабочего органа образуют треугольную форму (фиг.6), либо трапеции (фиг.7) и переходят выше и ниже этого участка в кривые поверхности. На фиг. 6 и 7 показаны сечения по нормали продольной оси рабочего органа выше затылочного участка 1.

При внедрении рабочего органа в почву на его плоскостях от сопротивления почвы деформации возникают различные нагрузки (методика анализа нагрузок изложена в работе [5]).

Выполнение рабочего органа в поперечном сечении в зоне затылочного участка треугольной формы либо трапеции, переход плоскостей, образующих затылочный участок (выступ) в кривые поверхности, уменьшение в связи с этим площади плоскостей 2, 3 (фиг.5) до минимальной величины ведет к уменьшению нагрузок на указанных плоскостях до минимума.

С увеличением глубины перемещения рабочего органа в почве сопротивление ее деформации, с ним нагрузки на плоскость 6 повышаются. Они фактически сохраняют ту же закономерность в функции ϕ_р - угла поворота рабочего органа (фиг.5), что имеет прототип [5]. На плоскостях 2, 3 сопротивление почвы, а с ними и нагрузки в функции угла поворота ϕ_р повышаются незначительно.

В результате перехода боковых плоскостей в кривые поверхности 4 интенсивно снижается воздействие их элементов на почву, в частности, элементов, линейная скорость которых V_c при скорости машины V_n направлена либо вдоль продольной оси рабочего органа, либо с отклонением от нее в сторону вращения ω_р (фиг. 5).

При выходе рабочего органа из почвы нагрузки снижаются до нулевой величины.

Рабочая его часть выполнена вместе с полукольцом 7 (фиг.5). Полукольцо 7 содержит винт 8 для фиксации рабочего органа на держателе 9. Выполнение рабочих органов в таком виде позволяет изменять их расстояние между собой по ширине захвата машины в целях достижения наиболее оптимального положения в зависимости от механических свойств почвы и других факторов.

Источники информации:
1. Попов Г.Ф. К расчету рабочих органов почвообрабатывающих фрез. Тракторы и сельхозмашины 1963, N 1, с. 6-7.

2. Завалишин Ф. С., Рубцов С.В. Обоснование параметров рабочих органов роторного рыхлителя. Сб. научн. тр. -Воронеж: СХИ, 1974, т.62, с. 16-21.

3. Беляев В. И. Обоснование параметров движителя - рыхлителя. Мех. и электр. соц. сел. хоз-ва, 1979, N 3, с. 13-15.

4. Беляев В.И., Сулимин И.П. Удельные энергозатраты движителя-рыхлителя. Мех. и электр. соц. сел. хоз-ва, 1981, N 3 с. 20-21.

5. Беляев В.И. Нагрузки, действующие на рабочий орган движителя-рыхлителя. Мех. и электр. сел. хоз-ва, 1984, N 5, с. 19-22.

Рабочий орган может быть использован в почвообрабатывающих машинах. Плоское поперечное сечение затылочного участка клина в его средней части имеет форму треугольника или трапеции, а выше или ниже имеет кривые поверхности. Форма выполнения затылочного участка рабочего органа обеспечивает снижение затрат энергии на рыхление почвы при совмещении рабочим органом функций рыхлителя и движителя. 7 ил.

Рабочий орган роторного рыхлителя, включающий клин с односторонней заточкой и затылочный участок, образованный плоскостями, отличающийся тем, что плоскости в зоне затылочного участка в сечении по нормали продольной оси рабочего органа образуют треугольную либо форму трапеции и переходят выше и ниже этого участка в кривые поверхности.