ПОДРЕЗАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН МАШИНЫ ДЛЯ ДОБЫЧИ ЛАКРИЧНОГО КОРНЯ Российский патент 1998 года по МПК A01B39/20 A01B39/12 A01B15/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам машины для добычи лакричного корня.

Известен глубокорыхлитель, включающий установленную под тупым углом резания стойку и расположенный на ней по высоте ряд долот с выступающим вперед лезвием, в котором с целью повышения качества рыхления грунта глубокорыхлитель снабжен двукрылой лапой с ребрами, шарнирно установленной на поводке, другой конец которого шарнирно присоединен к задней части стойки, при этом шарнир соединения поводка со стойкой расположен выше лезвия лапы, а ребра сменных крыльев лапы выполнены взаимно расходящимися по ходу движения глубокорыхлителя (см., например, авторское свидетельство СССР N 1042627. М. кл. ³ A 01 B 13/16. Глубокорыхлитель // Петренко В.И., Котовский В.И., Тютюник Д.А. Заявлено - 11.12.1978. Опубликовано - 23.09.1983).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства - глубокорыхлителя в качестве подрезающего рабочего органа, - относятся большие энергозатраты и разрывы корней лакрицы. Большие энергозатраты вызваны тем, что корни лакрицы диаметром 2 . . . 5 см нависают между лезвиями долот, а затем они разрываются или нависают. Усилие на разрыв корней лакрицы в 15-20 раз больше, чем на их перерезание. Нависшие корни лакрицы вызывают полное выглубление стойки. Разрывы в корнях приводят к их гнили и существенному снижению биологической урожайности и лекарственной ценности.

Известен также рабочий орган для щелевания почвы, включающий стойку со сменными режущими элементами, имеющими симметрично расположенные режущие кромки, и нижним режущим элементом, выполненным в виде дренера в котором, с целью уменьшения энергоемкости и снижения тягового сопротивления стойка выполнена в виде симметричного клина, имеет по всей длине эластичную прокладку и вертикальную ось, а режущие элементы с симметрично расположенными режущими кромками установлены на упомянутой оси и подпружинены вдоль нее (см., например, авторское свидетельство СССР N 1012814. М. кл.³ A 01 B 13/16. Рабочий орган для щелевания почвы // Циммерман А. Е. и Шутов Ю.И. Заявлено - 05.08.1981. Опубликовано - 23.04.1983).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится низкое качество перерезания корней лакрицы и их заклинивание между стыками режущих элементов. При увеличении лобовой нагрузки на стенки режущих элементов, последние раздвигаются по длине стойки, сжимая пружину на вертикальный оси. Извлечение корней и очистка стойки от нависших корней и корневищ лакрицы становится трудоемкой операцией.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является рабочий орган щелевателя, содержащий стойку с криволинейно-вогнутой режущей кромкой ножа и долото на нижнем участке стойки, которое выполнено в виде круглого стержня, установленного наклонно в выполненном на нижнем участке стойки отверстия, и фиксатор его положения, в котором с целью увеличения срока службы долота на поверхности долота выполнены углубления, наплавленные твердым сплавом, расположенные по длине его рабочей поверхности и равномерно по периметру; углубления по стержню размещены по образующим его рабочей поверхности; углубления на стержне размещены по винтовым линиям многозаходного винта (см., например, авторское свидетельство СССР N 1630620. М. кл.⁵ A 01 B 13/16. Рабочий орган щелевателя // Салдаев А. М. Заявлено - 17.10.1988. Опубликовано - 28.02.1991). Это устройство принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся низкая надежность перерезания корней и нависание несрезанных корней лакрицы в средней части стойки. Криволинейно-вогнутая режущая кромка ножа направляет несрезанные корни в среднюю часть стойки. Несмотря на то, что угол заточки лезвия в этой части стойки минимален, резания корней не происходит, т.к. лобовое сопротивление корней меньше тягового сопротивления стойки. Нависшие корни не способствуют качественному выполнению технологического процесса.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение надежности резания корней лакрицы.

Технический результат - повышение качества среза корней и корневищ лакрицы и снижение тягового сопротивления.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем стойку с криволинейно-вогнутой режущей кромкой лезвия и долото на нижнем участке, которое выполнено в виде круглого стержня, установленного наклонно в выполненном на нижнем участке стойки отверстии, и фиксатор его положения, криволинейно-вогнутая режущая кромка лезвия по высоте стойки выполнена прерывистой с отклонениями частей лезвия в боковых направлениях, при этом в местах разрыва режущей кромки размещены резцы, каждый из которых выполнен в виде диска с кольцевой режущей кромкой и монтажным отверстием, смещенным от оси симметрии в сторону режущей кромки, при этом резцы размещены в вертикальных дугообразных пазах, выполненных в местах разрывов режущей кромки лезвия, к тому же радиус кривизны дугообразного паза выполнен в 1,05 - 1,1 раза больше, чем диаметр диска, а ширина паза равна толщине диска.

За счет того что режущая кромка по высоте стойки выполнена прерывистой, а в местах ее разрыва размещены резцы, 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 изобретения 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 изображен подрезающий рабочий орган машины для добычи лакричного корня в аксонометрическом изображении; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид спереди; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2, поперечное сечение верхней части стойки; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2, поперечное сечение правого отклоненного лезвия в верхней части стойки; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 2, поперечное сечение средней части стойки; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 2, поперечное сечение левого отклоненного лезвия в нижней части стойки; на фиг. 8 - сечение Д-Д на фиг. 2, поперечное сечение нижнего резца, установленного в нижней части долота; на фиг. 9 - сечение Е-Е на фиг. 2, поперечное сечение нижней части стойки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Подрезающий рабочий орган машины для добычи корней лакрицы (см. фиг. 1-3) содержит стойку 1, прерывистое лезвие 2, резцы 3 и долото 4. Стойка 1 имеет верхнюю часть 5, среднюю часть 6 и нижнюю часть 7.

Верхняя часть 5 стойки 1 снабжена парой монтажных отверстий 8. С помощью монтажных отверстий 8 и болтов стойка 1 крепится к балке рамы машины для добычи лакричного корня. Фронтальная часть стойки 1 снабжена двугранным прерывистым лезвием 2. Верхняя 9, средняя 10 и нижняя 11 части лезвия 2 имеют соответственно режущие кромки 12, 13 и 14, которые совмещены с продольно-вертикальной плоскостью симметрии стойки 1. Угол заточки прерывистых лезвий 9, 10, 11 по высоте стойки 1 с обозначениями i₁, i₃ и i₅ на фиг. 4, 6 и 9 изменяется в сторону увеличения от 15^o в верхней части 5 стойки 1 до 30^o в ее нижней части 7. Режущие кромки 12, 13 и 14 лезвий 9, 10 и 11 выполнены по ветвям параболы, одна из осей которой ориентирована по направлению движения стойки 1. Верхнее отклоненное боковое лезвие 15 отогнуто вправо от вертикальной плоскости симметрии (см. фиг. 1-3 и 5) и при угле заточки i₂ лезвия 15 в пределах 18 ... 21^o образует угол резания δ₂ , величина которого равна 23 . .. 26^o. Режущая кромка 16 верхнего бокового лезвия 15 выполнена также по отрезку ветви параболы. Нижнее отклоненное боковое лезвие 17 отогнуто влево от вертикальной плоскости симметрии (см. фиг. 7 и 1-3). При угле заточки i₄, равном 25 . ..28^o, угол резания δ₄ составит 30 ...33^o. Ступенчатые лезвия 9, 15, 10, 17 и 11 образованы локальными горизонтальными сечениями 18, 19, 20 и 21 и последующими смещениями в бок лезвий 15 и 17 при локальном нагреве частей стойки 1 и их деформации на специальном кондукторе. Отклонение режущих кромок 16 и 22 от продольно-вертикальной плоскости симметрии не должно превышать толщины стойки 1. Обнаженные углы режущих кромок 12, 13 и 14 на лезвиях 9, 10 и 11 снабжены резцами 3. Резцы 3 выполнены в виде дисков из закаленной углеродистой стали толщиной не более 2 мм. Периферийная кромка диска имеет кольцевую одно- или двухстороннюю заточку с углом не более 15 ...18^o. Со смещением от центра диска к периферийной части диска выполнено отверстие. На двугранных лезвиях 9 - 11 стойки 1 выполнены отверстия 23 и вертикальные дуговые пазы 24. Диски резцов 3 установлены в пазах 24 и зафиксированы в них штифтами 25, выполненных в виде многогранных призм или цилиндров (см. фиг. 8). Радиус закругления дугового паза 24 на 5 . . . 10% больше диаметра диска резца 3 (см. фиг. 8). Ширина паза 24 равна толщине диска резца 3. В верхней части 5 стойки 1 выполнено технологическое окно 26. Нижняя часть 7 стойки 1 снабжена долотом 4. Долото 4 выполнено в виде стержня из закаленной износостойкой стали диаметром 16 мм. В стойке 1 выполнено наклонное отверстие диаметром 16 + 0,8 мм. Ось отверстия наклонена к горизонту под углом 5 ...8^o. Положение долота 4 в наклонном отверстии зафиксировано фиксатором, например цилиндрическим штифтом 27 диаметром 12 ... 14 мм. Выше носка 28 нижней части 7 стойки 1 выполнено двухгранное лезвие 11 с углом заточки 25, предельное значение которого не превышает 30^o (см. фиг. 9).

Подрезающий рабочий орган функционирует следующим образом.

В природе различают несколько экотипов лакрицы. Лекарственное и промышленное значение имеют Glycyrrhiza glabra L., Glycyrrhiza uralensis Fisch. и Glycyrrhiza Korsсhinskyi G. Grig. Лакрица - довольно обычное растение на юго-востоке Российской Федерации в степных районах и в низовьях рек Волги и Дона. Glycyrrhiza - многолетнее травянистое растение высотой 0,8 ...1,7 м. Корневище многоглавое, мощное. Листья очередные, сложные, непарно-перистые, черешковые, клейкие, с опадающими шиловидными трилистниками. Цветки мелкие, пазушные в колосовидных кистях, бледно-фиолетовые или сиреневые. Плод - боб, гладкий или железисто-волосистый, сдавленный с боков. Цветет в июне - июле. Лекарственным и промышленным сырьем являются корни - Radix Glycyrrhizae seu Radix Liguiritiae. Экологически безопасные технологии добычи лакричного корня предусматривают полосную разработку естественных зарослей. Для ускоренного воспроизводства корни и корневища лакрицы от общего массива должны быть отрезаны без нарушения скелетных и сосущих корней, оставляемых в корнеобитаемом почвенном слое.

Стойку 1 известным способом навешивают на одну из продольных балок рамы машины для добычи лакричного корня. При движении на заданной рабочей скорости долото 4 разрывает корни лакрицы на глубине 45 ... 60 см. Корневища лакрицы от носка долота 4 поступают на носок 28 нижней части 27 стойки 1, а затем - на режущую кромку 14 двугранного лезвия 11. Корневище скользит по режущей кромке 14 в направлении к резцу 3. При встрече с резцом 3 корневище лакрицы захлестывается, нагрузка и растягивающие усилия на волокна возрастают, происходит их перерезание. Срезанные корни и корневища по левую сторону стойки 1 остаются в необработанном почвенном слое для воспроизводства, а с правой стороны от стойки 1 - подлежат выборке из почвенного горизонта. При перемещении стойки 11 режущая кромка 12 лезвия 9 в верхней части 5 стойки 1 вдавливает в почву тонкие веревочные корни и карабаш лакрицы. При вдавливании корней в верхний почвенный слой происходит их одновременное смещение вдоль режущей кромки 12. Скольжение корней по лезвию 9 приводит к их полному перерезанию, а несрезанные корни доходят до резца 3 на нижнем конце режущей кромки 12 верхней части лезвия 2. Резец 3 притормаживает корень, увеличивает напряжение в волокнах и срезает их.

Аналогичным образом работают режущая кромка 13 лезвия 10 и оба резца 3 на концах лезвия 10. Лезвия 15 и 17 смещены в бок от стойки 1. Режущие кромки 16 и 22 лезвий 15 и 17 действуют локально. Кромки 22 и 16 врезаются в боковые стенки вертикальной щели. Режущие кромки 16 и 22 вдавливают корни лакрицы в почву и производят их срез. Срезанные корни и корневища в подкопанном слое подлежат выборке.

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.

Стойка с криволинейной вогнутой режущей кромкой лезвия и долотом предназначена для использования в машинах для выкапывания лакричного корня. Выполнение кромки лезвия прерывистой по высоте, с расположением частей кромки в боковых направлениях и наличие в местах разрыва режущей кромки резцов в виде дисков с кольцевой режущей кромкой обеспечивает более полный срез корней и корневищ лакрицы без нарушения ее скелетных и сосудистых корней, оставляемых в почве. 9 ил.

Подрезающий рабочий орган машины для добычи лакричного корня, содержащий стойку с криволинейно-вогнутой режущей кромкой лезвия и долото на нижнем участке, которое выполнено в виде круглого стержня, установленного наклонно в выполненном на нижнем участке стойки отверстии, и фиксатор его положения, отличающийся тем, что криволинейно-вогнутая режущая кромка лезвия по высоте стойки выполнена прерывистой с отклонениями частей лезвия в боковых направлениях, при этом в местах разрыва режущей кромки размещены резцы, каждый из которых выполнен в виде диска с кольцевой режущей кромкой и монтажным отверстием, смещенным от оси симметрии в сторону режущей кромки, при этом резцы размещены в вертикальных дугообразных пазах, выполненных в местах разрывов режущей кромки лезвия, а радиус кривизны дугообразного паза выполнен в 1,05 - 1,1 раза больше, чем диаметр диска, а ширина паза равна толщине диска.