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

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для безотвальной обработки почвы, например для глубокого рыхления водоупорных слоев.

Известно орудие для безотвальной обработки почвы, содержащее раму, опорные колеса, механизм навески и рабочие органы, имеющие стойки и крылья лап, в котором с целью повышения качества крошения почвы крылья лапы установлены под тупым углом друг к другу, вершина которого направлена в сторону, противоположную направлению движения орудия, причем один конец каждого крыла лапы соединен со стойкой шарнирно, а другой - жестко со смежным крылом ширина захвата одного крыла больше ширины захвата смежного с ним крыла [1].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся малая глубина обработки и низкая техническая надежность рабочего органа.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является рыхлитель почвы, содержащий раму, на которой установлены У-образно расположенные боковые ножи, соединенные между собой в нижней части подрезающим рабочим органом, в котором с целью повышения качества рыхления и снижения металлоемкости рыхлитель снабжен ножевидной стойкой, которая установлена в продольно-вертикальной плоскости симметрии боковых ножей и смещена относительно последних по направлению движения, причем нижний конец ножевидной стойки соединен с подрезающим рабочим органом, а верхние концы ножевидной стойки и боковых ножей связаны между собой; каждый боковой нож выполнен полым и имеет поперечное сечение в виде треугольника, одна из вершин которого расположена по направлению движения, причем площадь поперечного сечения ножа в верхней части больше площади поперечного сечения в нижней части угол между ножевидной стойкой и каждым из боковых ножей выполнен меньше 90^o; подрезающий рабочий орган выполнен в виде долота [2] (прототип).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся недостаточно широкие функциональные возможности.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение качества и увеличение глубины рыхления почвы, упрощение конструкции и снижение металлоемкости конструкции.

Технический результат - снижение энергоемкости процесса рыхления, повышение надежности конструкции и срока службы подрезающего рабочего органа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рыхлителе почвы, включающем раму, механизм подвески и подрезающий рабочий орган, подрезающий рабочий орган выполнен в виде цилиндрического кольца, торцевые участки которого снабжены замкнутыми режущими кромками односторонних лезвий на внутренней поверхности кольца, при этом рабочие органы на раме установлены в шахматном порядке с возможностью переустановки изношенных режущих кромок в нерабочие положения и закреплены средствами крепления с парами параллельно разнесенных брусьев рамы, установленных тангенциально к верхним нерабочим участкам колец; средство крепления подрезающего рабочего органа к раме орудия выполнено в виде пары установочных штифтов, размещенных в отверстиях параллельных брусьев рамы и в радиально направленных отверстиях кольца, выполненных с равным угловым шагом в поперечно-вертикальной плоскости и двух пар болтов, установленных в смещенных от штифтов отверстиях брусьев и кольца рабочего органа; кольца подрезающего рабочего органа выполнены диаметром 1000-1200 мм; ширина кольца меньше его диаметра в 4-6 раз; односторонние лезвия выполнены с углом заточки в пределах 21-25^o.

За счет того, что подрезающий орган орудия выполнен в виде цилиндрического кольца, достигается указанный выше технический результата.

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

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

Для проверки соответствия изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, 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 орудие для глубокой обработки почвы, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, поперечное сечение подрезающего рабочего органа, продольных балок рамы и установочных штифтов; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2, диаметральное сечение верхней части подрезающего рабочего органа в месте сопряжения с одной из продольных балок рамы орудия и его крепежных элементов; на фиг. 5 - подрезающий рабочий орган в виде кольца, вид спереди; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5, диаметральный разрез подрезающего рабочего органа с односторонними лезвиями на кольцевых торцевых участках.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Орудие для глубокой обработки почвы (фиг. 1 и 2) содержит раму 1, механизм навески 2 и подрезающие рабочие органы 3.

Рама 1 состоит из передней поперечной балки 4, средней поперечной балки 5, задней поперечной балки 6, продольных брусьев 7, установленных парами между балками 4 и 5 и балками 5 и 6, стойки 8, раскоса 9 и укосин 10 и 11. Балки 4-6, брусья 7, стойка 8, раскос 9 и укосины 10 и 11 взаимно соединены сварными швами, а места их сопряжений дополнительно усилены косынками и плитами 12.

Верхняя часть стойки 8 соединена наклонной балкой раскоса 9 и несет на себе две щеки 13 для установки верхнего пальца 14. Со смещением от середины передней поперечной балки 4 сварными швами закреплены пары кронштейнов 15 для навески рамы 1 на нижние продольные тяги навесной системы агрегатируемого трактора. В отверстиях пар кронштейнов 15 установлены пальцы 16. Щеки 13 пальцем 14 соединяются с верхней тягой навесной системы трактора. Кронштейны 15, щеки 13, пальцы 16 и 14 образуют механизм навески 2. Рабочие органы 3 закреплены средствами крепления с парами параллельно разнесенных брусьев 7 рамы 1 и установлены к ним тангенциально верхними нерабочими участками.

Подрезающий рабочий орган 3 (фиг. 3, 4-6) выполнен в виде стального кольца диаметром 1000-1200 мм с толщиной стенки 16 мм и шириной кольца 200-250 мм. Ширина кольца меньше его диаметра в 4-6 раз. На торцевых участках кольца выполнены односторонние лезвия 17 с режущими кромками 18. Замкнутые режущие кромки 18 односторонних лезвий 17 выполнены на внутренней поверхности стального кольца рабочего органа 3.

Лезвия 17 выполнены с углом заточки в пределах 21-25^o. Лезвия 17 подвержены объемной закалке до твердости 40-50 HRCэ. На цилиндрической поверхности кольца подрезающего рабочего органа 3 с угловым шагом в 30^o в поперечно-вертикальной плоскости друг от друга выполнены радиально направленные отверстия 19, 20 и 21. Отверстия 19 и 21 выполнены диаметром 30+0,8 мм. Отверстия выполнены диаметром 36 мм. Пары отверстий 20 служат для размещения установочных штифтов 22 и 23. Отверстия 20 выполнены в диаметральной поперечно-вертикальной плоскости, размещенной по середине кольца. В парах отверстий 19 и 21 установлены крепежные болты 24. Оси отверстий 19 и 21 смещены от осей отверстий 20 на 75±0,26 мм.

Пары продольных брусьев 7 между балками 4 и 5 и балками 5 и 6 установлены таким образом, что их широкие полки 25 имеют максимальную контактную поверхность с внешней цилиндрической поверхностью кольца рабочего органа 3. В парах продольных брусьев 7 выполнены по три отверстия, соответствующие размерам и межцентровым расстояниям отверстия 19-21 кольца 3. Этим достигаются монтажепригодность подрезающего рабочего органа 3 с любой парой продольных брусьев 7 и переустановка рабочего органа путем его смещения на угол 30^o и кратной ей величине вокруг горизонтальной оси симметрии кольца и при повороте кольца вокруг вертикальной оси на 180^o при полном износе фронтальной режущей кромки 18 на лезвии 17. Средство крепления подрезающего рабочего органа 3 к раме 1 выполнено в виде пары установочных штифтов 22 и 23. Установочные штифты 22 и 23 исключают срез крепежных болтов 24 и обеспечивают требуемое положение подрезающих рабочих органов 3 на раме 1 орудия. Установочные штифты 22 и 23 размещены в отверстиях параллельных брусьев 7 рамы 1. Подрезающие рабочие органы 3 в виде колец на раме 1 установлены в шахматном порядке.

Орудие для глубокой обработки почвы работает следующим образом.

Раму 1 посредством механизма 2 навески агрегатируют с транспортно-энергетическим средством, в качестве которого могут быть использованы гусеничные и колесные трактора класса тяги 3-6 т. Изменением длины верхней тяги устанавливают требуемую глубину хода режущих кромок 18 подрезающих рабочих органов 3. Экспериментально установлено, что изменение длины верхней тяги на 10 мм для тракторов класса 3 и 4 т приводит к изменению глубины хода рабочих органов на 3 см, а для тракторов класса 5 и 6 т - на 5 см. При опускании рамы 1 режущие кромки 18 передних кольцевых рабочих органов касаются поверхности поля и врезаются в поверхностный почвенный слой. Из-за большого угла постановки нижних частей рабочих органов лезвия 17 врезаются в почвогрунт и увлекают рабочие органы в глубь. Одновременно с этим задний рабочий орган, установленный между передними рабочими органами 3, повторяет те же операции и увеличивает заглубляющую способность рабочих органов 3. Внедрение рабочих органов 3 в грунт происходит до тех пор, пока нижняя часть колец не установится горизонтально. После этого при движении орудия пласты почвы и грунта подрезаются по дугам режущих кромок 18 лезвий 17. Вход почвенного монолита внутрь полости кольца приводит к ее деформации и крошению. Пласты почвы и грунта свободно перемещаются внутри кольца в направлении к раме 1. По этой причине почвогрунт не задерживается во внутренней полости кольца. По мере схода почвогрунт без нарушения генетических горизонтов в рыхлом состоянии укладывается на полуцилиндрическое ложе. Проходы между смежными кольцами образуют гребни на нижнем горизонте. Высота гребней варьирует от 10 до 25 см. в межгребневом пространстве накапливаются осадки без их перетекания в понижения на поверхности поля.

При работе подрезающих рабочих органов 3 более интенсивно изнашиваются нижние дуговые участки режущих кромок 18. При достижении радиуса галтелей больше 3 мм тракторист переставляет кольцо в новое положение. Для этого болты 24 освобождают из отверстий 19 и 21 рабочего органа 3 и продольных брусьев 7. Затем из отверстий 20 кольца и из средних отверстий брусьев 7 извлекают монтажные пальцы 22. Кольцо рабочего органа 3 поворачивают вокруг горизонтальной оси на угол 30^o (а в случае интенсивного износа на 60^o, 90^o или 120^o) по часовой стрелке и производят сборку в обратном порядке. Таким образом производят переустановку двух других рабочих органов 3.

При полностью изношенных режущих кромках 18 на фронтальной части кольцевого подрезающего рабочего органа 3 производят его переустановку в следующем порядке. Из отверстий 19-21 демонтируют монтажные пальцы 22 и 23 и две пары болтов 24 при отвинченных гайках. После этого подрезающий рабочий орган 3 на месте поворачивают на 180^o. Задняя часть кольца после сборки крепежных элементов вступает в работу.

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

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

Изобретение предназначено для безотвальной обработки почвы, например для глубокого рыхления водоупорных слоев, и может быть использовано в сельском хозяйстве. Орудие содержит раму 1, механизм навески 2 и подрезающий рабочий орган 3. Последний выполнен в виде цилиндрического кольца, торцевые участки которого снабжены замкнутыми режущими кромками односторонних лезвий на внутренней поверхности кольца для подрезания грунта и образования гребней на нижнем горизонте. Рабочие органы на раме 1 установлены в шахматном порядке и с возможностью переустановки изношенных режущих кромок в нерабочие положения. Рабочие органы закреплены средствами крепления для их переустановки с парами параллельно разнесенных брусьев 7 рамы 1, установленных тангенциально к верхним нерабочим участкам колец. Такое конструктивное выполнение обеспечивает снижение энергоемкости процесса рыхления, повышение надежности конструкции и срока службы подрезающего рабочего органа 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Орудие для глубокой обработки почвы, содержащее раму, механизм навески и подрезающий рабочий орган, отличающееся тем, что подрезающий рабочий орган выполнен в виде цилиндрического кольца, торцевые участки которого снабжены замкнутыми режущими кромками односторонних лезвий на внутренней поверхности кольца, при этом рабочие органы на раме установлены в шахматном порядке с возможностью переустановки изношенных режущих кромок в нерабочие положения и закреплены средствами крепления с парами параллельно разнесенных брусьев рамы, установленных тангенциально к верхним нерабочим участкам колец. 2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что средство крепления подрезающего рабочего органа к раме выполнено в виде пары установочных штифтов, размещенных в отверстиях параллельных брусьев рамы и в радиально направленных отверстиях кольца, выполненных с равным угловым шагом в поперечно-вертикальной плоскости, и двух пар болтов, установленных в смещенных от штифтов отверстиях брусьев и кольца рабочего органа. 3. Орудие по п.1, отличающееся тем, что кольца подрезающего рабочего органа выполнены диаметром 1000 - 1200 мм. 4. Орудие по пп.1 и 3, отличающееся тем, что ширина кольца меньше его диаметра в 4 - 6 раз. 5. Орудие по п.1, отличающееся тем, что односторонние лезвия выполнены с углом заточки в пределах 21 - 25^o.