ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к глубокорыхлителям почвы.

Известен рабочий орган для щелевания почвы, содержащий стойку с ножом в виде двухгранного вертикального клина с криволинейно-вогнутой режущей кромкой, в котором с целью снижения тягового сопротивления криволинейно-вогнутая режущая кромка ножа выполнена в виде параболы с центром ее ветви на середине высоты стойки, при этом угол заточки ножа в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви; величина угла заточки ножа уменьшается от 40 до 18^o [1].

Описанный рабочий орган выполняет лишь узкую щель шириной 2 см и на глубину не более 45 см. Стенки щели боковинами стойки лишь уплотняются.

Часть указанных недостатков устраняется орудием для почвозащитной обработки почвы, содержащем последовательно установленные друг за другом щелерез и рабочий орган для рыхления стенок щели, в котором с целью повышения степени крошения почвы по краям щели рабочий орган для рыхления стенок щели выполнен в виде установленного на пружинной C-образной стойке наральника с полувинтовым отвальчиком; перед щелерезом установлен размещенный с ним в одной плоскости диск [2].

Недостатком данного рабочего органа является низкое качество крошения почвы. После прохода орудия остается обработанная полоса шириной 6,0 - 8,0 см на глубине не более 30-40 см. Несмотря на наличие дискового ножа, установленного впереди стойки, происходит нависание корней на C-образной стойке. Последнее вызывает налипание почвы и увеличение общего тягового сопротивления.

Наиболее близким техническим решением является глубокорыхлитель почвы, включающий вертикальную стойку и шарнирно закрепленный в ее нижней части зуб, соединенный посредством штанги с вибратором, в котором с целью повышения качества рыхления за счет лучшего измельчения и перемешивания грунта по горизонтам глубокорыхлитель имеет дополнительные зубья, закрепленные на стойке поярусно, при этом расстояние от стойки до носка каждого вышерасположенного зуба меньше нижерасположенного [3]. Этот глубокорыхлитель почвы принят за прототип.

Недостатком данного глубокорыхлителя является низкое качество крошения почвы, большие энергозатраты, незначительная зона рыхления и низкая техническая надежность вибратора и привода зубьев.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение функциональных возможностей сельскохозяйственного орудия и повышение качества обработки почвы.

Технический результат - снижение тягового сопротивления, упрощение конструкции, повышение срока службы и качества обработки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном глубокорыхлителе почвы, включающем вертикальную стойку с режущей кромкой на фронтальной части и долото на ее нижнем участке, он снабжен рыхлителем, выполненным в виде дисков, закрепленных посредством соединительных звеньев поярусно за стойкой и связанных с ней переходниками и смычкой якорной цепи; диски снабжены режущей кромкой, выполненной на периферийной части односторонней заточкой верхней плоскости под углом 15-21^o, а в центре диска выполнено окно с радиально направленными пазами, диски на соединительных звеньях установлены с возможностью переустановки режущей кромки к направлению движения стойки; ширина радиальных пазов дисков выполнена равной диаметру стержня соединительных звеньев; соединительное звено диска со смычкой якорной цепи выполнено в виде кольца; соединительное звено диска со смычкой якорной цепи выполнено в виде равностороннего треугольника, вершины которого закруглены; переходник соединения стойки со смычкой якорной цепи выполнен в виде овального концевого звена и цилиндрической цапфы, ось которой совмещена с длинной осью симметрии звена, причем место сопряжения звена и цапфы усилено приливом; на поверхности цапфы переходника выполнены полуцилиндрические выемки; монтажная и нижняя части стойки в продольно-вертикальной плоскости симметрии снабжены наклонными глухими отверстиями, диаметр которых выполнен равным диаметру цапф переходников, и парами сквозных отверстий, выполненных на боковой поверхности стойки, причем оси этих отверстий не пересекаются с осями наклонных отверстий; фронтальная часть стойки снабжена съемным лезвием; диски выполнены разновеликими и за стойкой установлены в направлении от монтажной части стойки к ее долоту.

За счет того, что стойка снабжена рыхлителем в виде ярусно расположенных дисков, соединенных гибкой тягой со стойкой, 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 глубокорыхлитель, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 поперечное сечение стойки и диаметральное сечение соединительного звена и диска рыхлителя на верхнем ярусе; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, положение диска и соединительного звена в виде кольца на смычке и промежуточном звене; на фиг. 4 - то же, при выполнении соединительного звена в виде равностороннего треугольника с закругленными вершинами.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Глубокорыхлитель (фиг. 1 и 2) содержит вертикальную стойку 1, съемное лезвие 2 на наклонном фронтальном участке 3, долото 4 на нижнем участке 5 стойки 1 и рыхлитель 6 почвы.

Верхняя монтажная часть 1 стойки 1 снабжена тремя отверстиями 8 диаметром 32^+0,8 мм для установки рабочего органа глубокорыхлителя на раму орудия. Шаг между отверстиями 8 равен 150 ± 0,5 мм. Толщина стойки 1 равна 30 мм. Материал стойки 1 - сталь 50 ГОСТ 1050-74. На наклонном фронтальном участке 3 установлено съемное лезвие 2. Лезвие 2 имеет режущую кромку 9. Лезвие 2 выполнено из износостойкого высокопрочного материала. Лезвие 2 на наклонном фронтальном участке 3 закреплено тремя шпильками 10 диаметром 12 мм, которые размещены в отверстиях и закреплены в них гайками 11. Гайки 11 установлены в овальных отверстиях 12. На нижнем участке 5 стойки 1 болтами с потайной головкой закреплено съемное долото 4. Долото 4 выполнено шириной 80 мм. Режущая кромка долота 4 образована заточкой нижней плоскости долота под углом 25-30^o.

Рыхлитель 6 почвы выполнен в виде дисков 11, 12 и 13 диаметром 200-250 мм, закрепленных посредством соединительных звеньев 14, 15 и 16 поярусно за стойкой 1 и связанных с ней переходниками 17 и 18 и смычками 19 и 20 якорной цепи. Соединительные звенья 14, 15 и 16 взаимно связаны промежуточными звеньями 21 и 22, конструкция которых сходна со звеньями якорной цепи смычек 19 и 20.

Диски 11-13 толщиной 16 мм выполнены из стали 65Г ГОСТ 1050-74. Каждый из дисков 11-13 снабжен режущей кромкой 23, выполненной на периферийной части односторонней заточкой верхней плоскости 24 под углом i=15-21^o (фиг. 3 и 4). В центре диска 11 (12, 13) выполнено окно 25 с радиально направленными пазами 26. Ширина пазов 26 равна диаметру стержня 27 соединительного звена 14 (15, 16). Благодаря радиально направленным пазам 26 диски 11-13 имеют возможность переустановки режущей кромки 23 таким образом, чтобы нерабочие участки кромки 23 с толщиной режущей кромки меньше 0,5 мм разместить в направлении стойки 1. Соединительные звенья 14, 15 и 16 дисков 11-13 и смычек 19 и 20 якорной цепи могут быть выполнены в виде кольца (фиг. 3) диаметром 100-120 мм или в виде равностороннего треугольника со стороной не более 80-100 мм и закруглениями на вершинах (фиг. 4).

Смычки 19 и 20 якорной цепи со стойкой 1 соединены переходниками 17 и 18. Переходник 17 (18) соединения стойки 1 со смычкой 19 (20) якорной цепи выполнен в виде овального концевого звена 28 и цилиндрической цапфы 29. Ось цапфы 29 совмещена с длинной осью симметрии звена 28. Место сопряжения цапфы 29 и звена 28 усилено приливом 30. На поверхности цапфы 29 переходника 17 (18) выполнены полуцилиндрические выемки 31.

Верхняя монтажная часть 7 стойки 1 и нижняя часть 5 стойки 1 в продольно-вертикальной плоскости симметрии снабжены наклонными глухими отверстиями 32 и 33, диаметр которых выполнен равным диаметру цапф 29 переходников 17 и 18. На боковой поверхности стойки 1 выполнены две пары сквозных цилиндрических отверстий, в которых с натягом размещены цилиндрические штифты 34. Оси отверстий цилиндрических штифтов 34 не пересекаются с осями глухих наклонных отверстий 32 и 33. Это позволяет цилиндрическими штифтами в наклонных отверстиях 32 и 33 надежно зафиксировать переходники 17 и 18 смычек 19 и 20 якорной цепи.

Для увеличения интенсивности крошения и зоны рыхления на соединительных звеньях 14-16 могут быть установлены разновеликие диски 11-13. Диаметры дисков 11-13 соответственно равны 300, 200 и 150 мм.

Глубокорыхлитель работает следующим образом.

Стойку 1 тремя болтами М32х150, плоскими и пружинными шайбами и гайками М32 через отверстия 6 крепят к раме почвообрабатывающей машины. Проверяют техническое состояние съемного лезвия 2, долота 4 и затяжку гаек 11 на шпильках 10, установленных в овальных отверстиях 12. Затем осматривают положение цилиндрических штифтов 34 в отверстиях на боковой поверхности в верхней монтажной части 7 и на нижнем участке 5 стойки, оценивают техническое состояние соединительных звеньев 14-16 и режущих кромок 23 на фронтальной части дисков 11-13.

При переводе рамы почвообрабатывающего орудия с транспортного положения в рабочее долото 4 касается поверхности поля под углом к горизонту. Режущая кромка долота 4 врезается в поверхность поля. Долото 4 заглубляется в пахотный горизонт. Режущая кромка 9 съемного лезвия 2 разрезает целинный пласт почвы по вертикали. За счет наклона долота 4 стойки 1 к горизонту и сил от веса стойки 1 и от части веса рамы орудия долото 4 заглубляется в плотные необработанные почвенные горизонты. Реакция сил резания почвы на режущей кромке долота 4 и режущей кромки 9 съемного лезвия 2 направлена на увеличение глубины хода стойки 1. Переходник 18 на нижнем участке 5 стойки 1 увлекает за собой смычку 20 якорной цепи. Звенья якорной цепи смычки 20 увлекаются в разрыхленную почвенную щель, выполненную долотом 4 и съемным лезвием 2. Соединительное звено 16 увлекает за собой нижний диск 13. Режущая кромка 23 диска 13 разрезает почвенный пласт по наклонной плоскости и устремляется за стойкой 1 в направлении нижней части почвенной щели. Одновременно с этим последующие соединительные звенья 14 и 15 с промежуточными звеньями 21 и 22 и звеньями верхней смычки 19 якорной цепи увлекают диски 11 и 12. При установившемся движении диски 11, 12 и 13 по высоте щели устанавливаются ярусно.

Диски 11-13 своими режущими кромками 23 разрезают по горизонтали почвенные пласты и почвогрунты. Ярусное расположение дисков 11-13 обеспечивает интенсивное крошение пласта почвы. Диски 11-13, закрепленные за стойкой 1 смычками 19 и 20, имеют избирательную способность обработки почвы. С увеличением плотности в нижних горизонтах тяговое сопротивление диска 13 увеличивается по сравнению с тяговым сопротивлением диска 11, перемещающегося в верхнем пахотном слое. По этой причине диск 11 стремится заглубиться на большую глубину, производя рыхление нижних горизонтов почвы. При работе рыхлителя в почвенных условиях с глубоким залеганием плодородного слоя диски 11-13 по высоте стойки 1 размещаются с равным интервалом между дисками 11-13. При обработке почвы после многолетних кормовых культур твердость почвы верхнего горизонта достигает 70-80 кгс/см² при плотности 1,23-1,31 т/м³. Тяговое сопротивление диска 11 резко возрастает. В этом случае смычка 19 занимает минимальное наклонное положение, а диски 12 и 13 перемещаются в верхний переуплотненный горизонт.

Избирательная способность рыхлителя 6 почвы позволяет эффективно обрабатывать переуплотненные почвенные горизонты и увеличивать объем разрыхленной почвы в направлении движения стойки.

Увеличение объема рыхления достигается постановкой рыхлителя 6 почвы с дисками 11-13, диаметр которых выполнен соответственно равным 300, 200 и 150 мм. В этом случае степень крошения почвы верхнего слоя существенно увеличивается по сравнению с нижним горизонтом.

По мере наработки фронтальные режущие кромки 23 дисков 11-13 подвергаются износу. При достижении фаски на фронтальных участках дисков 11-13 больше 3 мм диски 11-13 на стержнях 27 переставляют в новое положение. Для этого диск 11 перемещают в соединительном звене 14 в направлении стойки 1 до тех пор, пока стержень 27 не окажется в окне 25 диска 11. Затем диск 11 поворачивают вокруг вертикальной оси. После поворота диска 11 на 72^o новый паз 26 совмещают со стержнем 27 соединительного звена 14 и диск 11 смещают назад. Неиспользованная ранее режущая кромка 23 на диске 11 будет направлена в сторону стойки 1. Этим увеличивается срок службы рыхлителя почвы 6. При полном износе режущих кромок 23 на дисках 11-13 рыхлитель 6 демонтируют и подвергают реставрации. Для этого цилиндрические штифты 34 извлекают из пар отверстий на верхней монтажной части 7 и на нижнем участке 5 стойки. Полуцилиндрические выемки 31 на поверхности цапф 29 переходников 17 и 18 извлекаются на глухих наклонных отверстий 32 и 33. На место изношенного рыхлителя 6 в обратном порядке монтируется новый рыхлитель или ставят рыхлитель после реставрации. Сборку и разборку рыхлителя производит один человек.

При переводе стойки 1 глубокорыхлителя из рабочего положения в транспортное звенья якорной цепи в смычках 19 и 20 устанавливаются по линии отвеса. При этом частицы почвы, нависшие растительные и корневые остатки со звеньев якорной цепи, соединительных звеньев и дисков освобождают. Таким образом, на конце каждого загона происходит дополнительная очистка рыхлителя 6.

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 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.

Глубокорыхлитель предназначен для глубокой обработки почв и может быть использован в орошаемом и богарном земледелии. Глубокорыхлитель включает вертикальную стойку 1 с режущей кромкой и долото 4 на ее нижнем участке. Стойка 1 снабжена рыхлителем 6, выполненным в виде дисков 11, 12, 13, закрепленных посредством соединительных звеньев поярусно за стойкой и связанных с ней переходниками 17, 18 и смычками 19, 20 якорной цепи. Диски 11, 12, 13 снабжены режущей кромкой 23, выполненной на периферийной части односторонней заточкой верхней плоскости под углом 15-21^o. В центре каждого диска выполнено окно с радиально направленными пазами. Диски 11, 12, 13 на соединительных звеньях установлены с возможностью переустановки режущей кромки к направлению движения стойки 1. Ширина радиальных пазов дисков 11, 12, 13 выполнена равной диаметру стержня соединительных звеньев. Соединительное звено каждого диска со смычкой якорной цепи выполнено в виде кольца или в виде равностороннего треугольника, вершины которого закруглены. Переходник 17 или 18 соединения стойки 1 со смычкой 19 или 20 якорной цепи выполнен в виде овального концевого звена и цилиндрической цапфы 29. На поверхности цапфы 29 переходника выполнены полуцилиндрические выемки. Монтажная и нижняя части стойки в продольно-вертикальной плоскости симметрии снабжены наклонными глухими отверстиями 32, 33 и парами сквозных отверстий, выполненных на боковых поверхностях стойки 1. Фронтальная часть стойки снабжена съемным лезвием 2. Диски 11, 12, 13 рыхлителя выполнены разновеликими и за стойкой установлены с уменьшающимся диаметром в направлении от монтажной части стойки 1 к ее долоту 4 для обеспечения увеличения объема рыхления. Такое конструктивное выполнение обеспечит снижение тягового сопротивления, упрощение конструкции, повышение срока службы и качества обработки. 10 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Глубокорыхлитель, включающий вертикальную стойку с режущей кромкой на фронтальной части и долото на ее нижнем участке, отличающийся тем, что он снабжен рыхлителем, выполненным в виде дисков, закрепленных посредством соединительных звеньев поярусно за стойкой и связанных с ней переходниками и смычкой якорной цепи. 2. Глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что диски снабжены режущей кромкой, выполненной на периферийной части односторонней заточкой верхней плоскости под углом 15 - 21^o, а в центре диска выполнено окно с радиально направленными пазами. 3. Глубокорыхлитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что диски соединительных звеньев установлены с возможностью переустановки режущей кромки к направлению движения стойки. 4. Глубокорыхлитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ширина радиальных пазов дисков выполнена равной диаметру стержня соединительных звеньев. 5. Глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что соединительное звено диска со смычкой якорной цепи выполнено в виде кольца. 6. Глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что соединительное звено диска со смычкой якорной цепи выполнено в виде равностороннего треугольника, вершины которого закруглены. 7. Глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что переходник соединения стойки со смычкой якорной цепи выполнен в виде овального концевого звена и цилиндрической цапфы, ось которой совмещена с длинной осью симметрии звена, причем место сопряжения звена и цапфы усилено приливом. 8. Глубокорыхлитель по пп.1 и 7, отличающийся тем, что на поверхности цапфы переходника выполнены полуцилиндрические выемки. 9. Глубокорыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что монтажная и нижняя части стойки в продольно-вертикальной плоскости симметрии снабжены наклонными глухими отверстиями, диаметр которых равен диаметру цапф переходников, и парами сквозных отверстий, выполненных на боковой поверхности стойки, причем оси этих отверстий не пересекаются с осями наклонных отверстий. 10. Глубокорыхлитель по п. 1, отличающийся тем, что фронтальная часть стойки снабжена съемным лезвием. 11. Глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что диски выполнены разновеликими и за стойкой установлены с уменьшающимся диаметром в направлении от монтажной части стойки к ее долоту.