РАБОЧИЙ ОРГАН ЩЕЛЕРЕЗА Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 A01B39/20 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению.

Известен глубокорыхлитель, содержащий раму, установленный на ней под тупым углом к направлению движения брус с передней режущей кромкой, поярусно расположенные по длине бруса рабочие органы в виде долот и стрельчатых лап с выступающими вперед лезвиями, при этом ширина захвата рабочих органов выполнена переменной, уменьшающейся от верхнего яруса к нижнему, в котором с целью повышения качества противоэрозионной подготовки почвы путем повышения ее фильтрационных свойств каждый рабочий орган соединен с брусом через перпендикулярно расположенную к нему стойку с режущей кромкой, при этом ширина захвата каждого рабочего органа определяется следующими зависимостями:
B₃= B_ст+2•L•tgβ•ctgψ;
B₂= B₃+2•a₃•ctgψ;
B₁= B₂+2•a₂•ctgψ,
где
B₁, B₂, B₃ - ширина захвата рабочих органов соответственно первого, второго и третьего ярусов;
a₂, a₃ - высота рабочей части стоек второго и третьего ярусов;
ψ = 40 - 50^o;
L - длина выступающей части рабочего органа от носка его лезвия до режущей кромки стойки;
B_ст - ширина стойки;
β - угол крошения;
рабочие органы верхних ярусов выполнены в виде стрельчатых лап, а нижнего - в виде долота (см. авторское свидетельство СССР N 1466668, кл. A 01 B 13/16. Глубокорыхлитель. Игамбердиев А.К. и Кушнарев А.С. Заявлено 02.03.1987, опубликовано 23.03.89).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся забиваемость рабочего органа корнями сорняков и многолетних травянистых растений и кустарников. Это обстоятельство приводит к резкому увеличению тягового сопротивления глубокорыхлителя и к полному нарушению выполняемой технологической операции.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является рабочий орган для щелевания почвы, включающий стойку со сменными режущими элементами, расположенными под углом друг к другу, в котором с целью повышения качества щелевания нижний режущий элемент выполнен в виде дренера, а остальные - в виде поочередно расположенных по высоте стойки клиньев с левосторонним, правосторонним и симметричным расположением рабочих граней (см. авторское свидетельство СССР N 476842. М.кл. A 01 B 13/16. Рабочий орган для щелевания почвы. Иванов Б.С. и Кострицын А.К. Заявлено 02.07.73, опубликовано 15.07.75), принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся низкая эффективность разрезания корней в почвенном слое, нависание корней на стыках клиньев и, как следствие, повышенное тяговое сопротивление устройства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества поделки щелей и расширение функциональных возможностей рабочего органа щелереза.

Технический результат - снижение тягового сопротивления и поделка узких щелей на массивах, занятых многолетними травянистыми растениями, например солодкой голой (Glycyrrhiza glabra L. ), солодкой уральской (Glycyrrhiza uralensis Fisch), а также нежелательной кустарниковой растительностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем стойку с режущими элементами в виде поочередно расположенных по высоте стойки клиньев с левосторонним, правосторонним и симметричным расположением рабочих граней и дренером на нижнем участке, клинья образованы срезами фронтальной части стойки и поочередными их отклонениями вбок, при этом режущие кромки клиньев с левосторонним и правосторонним расположением смещены от симметрично расположенных режущих кромок на величину, в два-три раза большую, чем толщина стойки; срезы в верхней части стойки наклонены к горизонту под острым углом, а в нижней части - под тупым углом; дренер на нижнем участке выполнен в виде стержня, установленного в наклонном отверстии и зафиксированного в нем штифтами; клинья сопряжены со стойкой по дуге окружности.

За счет того, что клинья образованы срезами фронтальной части стойки, а срезы наклонены к горизонту, 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.

На фиг.1 показан рабочий орган щелереза в аксонометрическом изображении.

На фиг.2 - то же, вид справа.

На фиг.3 - то же, вид спереди.

На фиг.4 - то же, вид в плане.

На фиг.5 - дренер в виде стержня с износостойкими наплавками в канавках.

На фиг.6 - сечение А-А на фиг.2, поперечное сечение симметрично расположенного клина на верхней фронтальной части стойки.

На фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг.2, поперечное сечение правостороннего клина, выполненного на верхней фронтальной части стойки.

На фиг.8 - сечение В-В на фиг.2, поперечное сечение левостороннего клина.

На фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.2, поперечное сечение носка стойки, дренера и одного из цилиндрических штифтов фиксатора.

На фиг.10 - сечение Д-Д на фиг.5, поперечное сечение дренера и канавки в нем с наплавленным износостойким материалом.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления, заключаются в следующем.

Рабочий орган щелереза включает стойку 1 с режущими элементами в виде поочередно расположенных по высоте стойки клиньев с левосторонним 2 и 3, правосторонним 4,5 и симметричным 6, 7 и 8 расположением рабочих граней 9 и 10 и дренером 11 на нижнем участке 12. Клинья 4, 2, 5, 3 образованы срезами 13, 14, 15, 16, 17 и 18 фронтальной части 19 стойки 1 и поочередными их отклонениями вбок. Рабочие грани 9 и 10 образуют прерывистую по высоте стойки 1 режущую кромку 20, выполненную по вогнуто-криволинейной линии. Режущие кромки 21 и 22 левосторонних клиньев 2 и 3 смещены от симметрично расположенных кромок 20 на величину, в два-три раза большую, чем толщина стойки 1. Режущие кромки 23 и 24 правосторонних клиньев 4 и 5 смещены вправо от симметрично расположенных кромок 20 на ту же величину.

Срезы 13-15 на фронтальной части 19 стойки 1 наклонены к горизонту под углом меньше 90^o, срезы 16-18 имеют угол наклона к горизонту больше 90^o. Клинья 2-5 сопряжены со стойкой по дуге окружности. Верхняя часть стойки 1 снабжена монтажными отверстиями 25 диаметром 30^+0,63 мм для соединения посредством болтов с рамой почвообрабатывающей машины. Дренер 11 на нижнем участке 12 стойки 1 выполнен в виде стержня с заостренной вершиной. Дренер 11 установлен в наклонном отверстии, выполненном в теле стойки 1. Дренер 11 в отверстии стойки 1 зафиксирован цилиндрическими штифтами 26, 27 и 28. Штифты 26-28 размещены в сквозных отверстиях на нижнем участке 12 стойки 1. На поверхности стержня дренера 11 выполнены полуцилиндрические канавки 29 с шагом, равным шагу между сквозными отверстиями на нижнем участке 12 стойки 1. По образующим стержня дренера 11 выполнены прямоугольные канавки, заполненные износостойким материалом 30. Угол i между гранями 9 и 10 на фронтальной части 19 стойки 1 (см. фиг.6) выполнен меньше 30^o. Углы наклона δ₁ и δ₂ плоскостей симметрии (см.фиг. 7 и 8) левосторонних 2, 3 и правосторонних 4, 5 клиньев к направлению движения стойки 1 не должен превышать 40^o. При толщине стойки t, равной 16 мм, ширина щелей h₁ и h₂, образованных клиньями 2-5 должна превышать 50 мм.

Щелерез работает следующим образом.

Стойку 1 щелереза посредством пары болтов М30х130, устанавливаемых в отверстии 25, крепят к продольной балке почвообрабатывающего орудия. Опорными колесами орудия и механизмом навески агрегатируемого трактора добиваются вертикального положения и заданной глубины обработки почвы. При поделке водопоглощающих щелей на старовозрастных посевах бобовых культур щели выполняют на глубину 45...50 см (в условиях Нижнего Поволжья). Изменяя длину верхней тяги навески трактора, добиваются такого положения, чтобы между нижним участком 12 стойки 1 и горизонтом был угол в пределах 3...5^o. Затем проверяют состояние режущих кромок 20-24 на клиньях 2-8, состояние носка дренера 11 и положение крепежных штифтов 26-28 в сквозных отверстиях на нижнем участке 12. Устраняют выявленные дефекты и недостатки.

При движении агрегата носок дренера 11 врезается в верхний почвенный слой. За счет большого угла постановки стойки 1 щелереза на кратчайшем расстоянии заглубляется в почву. При дальнейшем движении на установившейся глубине дренер 11 врезается в грунт и срезает вертикальные корни многолетних растений. Срезанные корни с наклонного участка дренера и наклонного лобового участка на нижнем участке 12 стойки 1 скользят в направлении клина 8. Режущая кромка 20 симметричного клина 8 стремится перерезать горизонтальные и наклонные корни. Однако корни с большим диаметром на кромке 20 полностью не перерезаются. Этому препятствует деформированная почва на фронтальной части 19 стойки 1, так как не выполняются условия резания (отсутствует опора). Одновременно с этим в работу вступает клин 3 с левосторонним расположением режущей кромки 22. При встрече с корнем режущая кромка 22 давит на волокна корня и материковый грунт. Происходит резание волокон корня на упругой опоре. Срезанный корень рабочей гранью 9 левостороннего клина 3 смещается вправо. В выполнении технологического процесса принимает участие и правосторонний клин 5, режущая кромка 24 которого смещена от режущей кромки 20 клина 8 вправо на 50 мм. Режущей кромкой 24 клина 5 срезается почвенный слой, насыщенный корнями, и смещается влево по ходу движения. Срезы 18, 17, 16 при перемещении корней и почвенной массы не препятствуют их перемещению и сходу, т.к. срезы 18, 17, 16 имеют наклон к горизонту под углом больше 90^o. Криволинейно-вогнутая кромка 20 симметричного клина 6 в верхней части стойки 1 срезает слой почвы вместе с растительными остатками и сосущими корнями. Рабочими гранями 9 и 10 клина 6 срезанные части пласта почвы смещаются частично вбок. Несрезанные корни и стебли смещаются вниз к направлению центра стойки 1. Режущими кромками 23 и 21 правостороннего клина 4 и левостороннего клина 2 происходит вертикальный срез частей пласта почвы с взаимным их смещением на 100 мм вбок. Пласт почвы с корнями и клином 4 сдвигается влево, а нижележащий почвенный горизонт смещается вправо. При этом происходит интенсивное крошение почвенных агрегатов. Несрезанные толстые корни смещаются из верхних слоев по режущим кромкам 20, 23, 21 и 20 к симметрично расположенному клину 7. В данном месте напряжение в срезаемых волокнах достигает предельных величин и они либо срезаются, либо разрываются. Стеблями, сосущими и скелетными корнями происходит армирование ступенчатых стенок щели. Части стенок щели рабочими гранями 9 и 10 клиньев 2, 3, 4 и 5 уплотняются с большей степенью, чем гранями клиньев 7-9. Переходы ступенчатых стенок в щели обеспечивают доступ оросительной воды на большую глубину и большую зону увлажнения.

Стойка с режущими элементами предназначена для машин, используемых при поделке щелей на почвах, содержащих большое количество корневищ. Расположение режущих элементов - клиньев по высоте стойки поочередно с левосторонним, правосторонним и симметричным расположением рабочей граней обеспечивает раздвигание корней и корневищ растений. Клинья образованы срезами фронтальной части стойки. Смещение кромок клиньев с лево - и правосторонним расположением от симметрично расположенных кромок на величину, в 2 - 3 раза большую толщины стойки, приводит к снижению тягового сопротивления при поделке узких щелей. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Рабочий орган щелереза, включающий стойку с режущими элементами в виде поочередно расположенных по высоте стойки клиньев с левосторонним, правосторонним и семмитричным расположением рабочих граней и дренером на нижнем участке, отличающийся тем, что клинья образованы срезами фронтальной части стойки и поочередными их отклонениями в бок, при этом режущие кромки клиньев с левосторонним и правосторонним расположением смещены от симметрично расположенных кромок на величину в 2-3 раза большую, чем толщина стойки. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что срезы в верхней части стойки наклонены к горизонту под острым углом, а в нижней части - под тупым углом. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что дренер на нижнем участке стойки выполнен в виде стержня, установленного в наклонном отверстии и зафиксированного в нем штифтами. 4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что клинья сопряжены со стойкой по дуге окружности.