РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 2002 года по МПК A01B35/26 A01B35/22 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам сельскохозяйственных машин для поверхностной обработки почвы в орошаемом земледелии при возделывании теплолюбивых культур в период интенсивного роста сорной растительности.

Известны рабочие органы - лапы культиваторов для рыхления почвы и подрезания корней сорняков, содержащие плоскорежущие стрельчатые лапы с монтажными хвостовиками для крепления на стойках рабочих органов (см. учебник "Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин"/ Под. ред. д-ра техн. наук, проф. Е.С.Босого//Е.С.Босой, О.В.Верняев, И.И.Смирнов, Е.Г.Султан-Шах. - М. : Машиностроение, 1977, - 568 с. с ил. - С. 134, рис. 3.13. Лапы культиваторов, позиция б).

Поздние теплолюбивые пропашные культуры (сорго, кукуруза, просо, суданка, подсолнечник, амарант) по срокам произрастания и интенсивности роста совпадают с темпами накопления вегетативной массы сорной растительности. В орошаемом земледелии этому способствуют наличие достаточного количества доступных питательных веществ и влаги в корнеобитаемом горизонте. Из-за специфики биологии указанных культур сорняки обгоняют в росте культурные растения и затеняют последние. При проведении механизированных уходов описанными рабочими органами сорняки не только не подрезаются, но и вегетативной массой засыпаются рядки с культурными растениями.

Известна также плоскорежущая лапа, включающая стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой шарнирно закреплена стрельчатая лапа с передней кромкой, в которой, с целью снижения тягового сопротивления и упрощения конструкции, в верхней части задней стенки стойки выполнена цилиндрическая выемка с прорезью, ширина которой больше толщины лапы, а шарнир размещен в цилиндрической выемке и выполнен в виде диска с пазом, в котором укреплена накладка и размещена имеющая окно лапа; передняя кромка лапы сопряжена с поверхностью дна паза, задняя стенка стойки размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг оси шарнира, проходящей через нижнюю точку рабочей кромки стойки; с целью улучшения выноса влажного слоя на поверхность, рабочая кромка стойки расположена под острым углом к направлению движения (SU, авторское свидетельство 1477264. М. кл⁴. А 01 В 35/26. Плоскорежущая лапа//Е. И.Вальковский, Л.В.Ремезов, Е.В.Андриенко, В.А.Горячкин. Заявлено 01.06.1987, опубликовано 07.05.1989).

Несмотря на то, что лапа выполнена плоской, однако ее режущие кромки, направленные под углом к направлению движения, не полностью срезают корни сорняков. Это приводит к тому, что все несрезанные корни сорняков сползают в сторону рядков культурных растений. Это приводит к засыпанию почвой и сорняками не только защитной полосы, но стеблей растений, повреждая их этим.

Кроме описанных рабочих органов известна комбинированная почвообрабатывающая машина, содержащая раму, расположенные в два ряда рыхлящие рабочие органы, первый ряд которых выполнен в виде подрезающих лап с размещенными на их задней кромке с рыхлящими элементами, и ротационный рабочий орган в виде установленных на горизонтальном валу дисков с ножами, в которой, с целью повышения качества обработки почвы, каждая стойка рыхлящего рабочего органа второго ряда выполнена Y-образной в продольно-вертикальной плоскости, а вал ротационного рабочего органа размещен между наклонными участками Y-образной стойки, при этом рыхлящие элементы лап первого ряда выполнены в виде расположенных под углом друг к другу двух рядов прутков, один из которых размещен в одной плоскости с крыльями лапы, а другой - в горизонтальной плоскости, причем количество прутков в расположенном в плоскости лапы ряду в два раза меньше количества прутков другого ряда, а длина прутков последнего больше длины прутков, расположенных в плоскости лапы; каждая лапа первого ряда снабжена закрепленными на ее крыльях симметрично относительно стойки клиньями, причем длина клиньев уменьшается от стойки к концу крыльев лапы, основание и задняя грань каждого клина имеют форму треугольника, а боковые грани - форму трапеции, при этом угол между передней кромкой клина и плоскостью его основания на 10-15^o больше угла между плоскостью резания лапы и горизонтальной плоскостью; режущие кромки ножей ротационного рабочего органа и переднего наклонного участка Y-образной стойки выполнены дугообразными, зубчатыми и имеют двустороннюю заточку, а зубья имеют форму пирамиды; верхние задние кромки Y- образной стойки имеют двустороннюю заточку (см., SU, авторское свидетельство 1681745. М. кл.⁵ А 01 В 49/02. Комбинированная почвообрабатывающая машина/ Н.А. Фараджаев, А.А. Керимов и Р.А. Аббасов. Заявлено 06.04.1989, опубликовано 07.10.1991).

Для решения проблемы уничтожения сорной растительности применительно к условиям орошаемого земледелия юга Российской Федерации клинья на поверхности стрельчатых лап являются местом нависания сорной растительности. Залипание почвой и нависание корней сорняков на конструктивные элементы приводит к тому, что описанные рабочие органы неприемлемы для обработки почвы в орошаемом земледелии.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является плоскорежущая лапа, включающая стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой укреплена стрельчатая лапа с передней режущей кромкой, в которой задняя стенка расположена горизонтально на нижнем участке стойки, выполнена Δ-образной формы с упором на задней грани и имеет размещенное в створе стойки вертикальное отверстие, при этом ниже задней стенки на стойке выполнен фигурный паз, в котором размещен фиксатор стрельчатой лапы в виде прямоугольной призмы с двумя парами равновеликих опор по его длине, причем торцевые грани призмы ориентированы параллельно опорам и снабжены цилиндрическими шарнирами для размещения в фигурном пазе стойки, центр фиксатора имеет квадратное отверстие, выполненное соосно с вертикальным отверстием задней стенки для размещения крепежного болта с потайной головкой при фиксировании стрельчатой лапы различной толщины и геометрии между задней стенкой и фиксатором; между крыльями стрельчатой лапы выполнена опорная площадка подобной по форме задней стенки с ее упором; боковые грани задней стенки снабжены лезвиями (RU, патент 2074595. М. кл.⁶ А 01 В 35/26. Плоскорежущая лапа//Салдаев А.М., Чамурлиев О.Г. Заявлено 29.11.1994, опубликовано 10.03.1997).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за ближайший аналог, относятся залипание сорной растительностью рядков культурных растений, подрезание удаленными от стойки кромками лап корней и стеблей возделываемых растений, а также низкое качество обработанной полосы. Это выражается как неудовлетворительным крошением верхнего слоя, а также засыпанием рядков растений подрезанными корнями сорняков. Последнее не приводит к полной гибели всходов сорной растительности в защитных зонах.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества обработки почвы независимо от ее влажности и степени засоренности.

Технический результат - расширение диапазона условий эксплуатации, уменьшение ширины защитной зоны, увеличение полноты срезания корней сорняков, полноты извлечения скелетных и сосущих корней сорняков на дневную поверхность обработанной полосы и качества обработки почвы всех почвенных разностей в орошаемом и неорошаемом земледелии.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для поверхностной обработки почвы - рабочем органе культиватора, включающем стойку с рабочей кромкой и стрельчатую лапу с передней режущей кромкой, закрепленную на задней стенке стойки, при этом на стойке ниже ее задней стенки выполнен фигурный паз, в котором установлен носок стрельчатой лапы, и задняя стенка стойки расположена горизонтально на ее нижнем участке, выполнена Δ-образной формы, имеет упор и расположенное в створе стойки вертикальное отверстие, согласно изобретению режущая кромка лапы выполнена прерывистой с уступами в сторону заднего конца крыла, при этом каждый уступ имеет вертикальный участок, режущая кромка которого наклонена под углом меньше 90^o к верхней грани лапы и сопряжена с фронтальной частью режущей кромки уступа по галтели радиусом больше 15 мм, а высота вертикальных участков возрастает в направлении заднего конца лапы; режущие кромки на уступах выполнены до образования вертикальных участков и подвержены объемной закалке до твердости 40-60 HRCэ.

За счет того, что плоскорежущая лапа выполнена единой деталью из высокоуглеродистой листовой стали с прерывистыми режущими кромками на фронтальной части, при этом каждый уступ ориентирован своей индивидуальной режущей кромкой над верхней гранью лапы, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителями не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

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

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявители провели дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителями, 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 рабочий орган культиватора, вид в плане.

На фиг.2 - то же, вид спереди.

На фиг.3 - то же, вид с боку.

На фиг. 4 представлена лапа плоскорежущая в аксонометрическом изображении.

На фиг.5 - сечение А-А на фиг.2, продольно-вертикальный разрез рабочего органа культиватора в месте крепления стрельчатой лапы с задней стенкой стойки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключается в следующем.

Рабочий орган культиватора (см. фиг.1-3) содержит стойку 1 с рабочей кромкой 2 и стрельчатую лапу 3 с передней режущей кромкой 4.

Стойка 1 выполнена из полосы прямоугольного сечения. Материал стойки 1 - сталь 65 ГОСТ 1050-74. Нижняя часть стойки 1 выполнена наклонной к направлению движения. Угол наклона нижней части стойки 1 к горизонту не превышает 35-45^o. Фронтальная часть нижней грани стойки 1 снабжена режущей кромкой 2, выполненной асимметричной заточкой боковых граней. Угол заточки боковых граней в сумме не превышает 18^o. Носок 5 стойки 1 образован заточкой нижней грани 6. Задний угол между нижней гранью 6 стойки 1 и горизонтом должен быть не ниже 15^o. Выше нижней грани 6 выполнен фигурный паз 7, над которым размещена задняя стенка 8. На задней стенке 8 укреплена стрельчатая лапа 3 с передней режущей кромкой 4. Таким образом, стрельчатая лапа 3 с передней режущей кромкой 4 закреплена на задней стенке 8 стойки 1.

Задняя стенка 8 стойки 1 расположена горизонтально на ее нижнем участке упомянутой стойки 1. Задняя стенка 8 выполнена Δ--образной формы. Задняя грань стенки 8 снабжена упором "а" (см. фиг.5). На горизонтальной полке задней стенки 8 между стойкой 1 и упором "а" в створе со стойкой 1 выполнено вертикальное цилиндрическое отверстие 9 (см. фиг.3) для размещения резьбовой части болта 10. Ниже задней части стенки 8 на стойке 1 выполнен фигурный паз 7. В рабочем положении носок 11 стрельчатой лапы 3 (см. фиг.4) установлен в фигурном пазу 7 стойки 1 (см. фиг.3).

Стрельчатая лапа 3 размещена между задней стенкой 8 и фигурным пазом 7. Между крыльями 12 и 13 (см. фиг.1 и 4) стрельчатой лапы 3 выполнена опорная площадка 14 подобной по форме задней стенки 8 с ее упором "а". Боковые грани задней стенки 8 снабжены лезвиями 15 и 16. Крылья 12 и 13 стрельчатой лапы 3 снабжены режущими кромками 17-22, выполненными прерывистыми и уступами в сторону заднего конца каждого крыла 12(13). Стрельчатая лапа 3 по оси симметрии снабжена вертикальным квадратным отверстием 23 для жесткого соединения болтом 10 с квадратным подголовком с задней стенкой 8. Каждый уступ на крыльях 12 и 13 имеет вертикальные участки 24, 25, 26, 27, 28 и 29.

Режущие кромки 17, 19 и 21 на вертикальных участках 24-26 правого крыла 12, также как режущие кромки 18, 20, 22 на вертикальных участках 27-29 левого крыла 13 наклонены под углами меньше 90^o к верхней грани плоскорежущей лапы 3. Вертикальные участки 24-29 сопряжены с плоскорежущей лапой 3, также как режущие кромки 17-22 с режущими кромками на фронтальной части по галтели радиусом больше 15 мм. Этим исключается залипание почвы и нависание корней сорной растительности. Высота вертикальных участков 24, 25 и 26 на правом крыле 12, также как высота вертикальных участков 27, 28 и 29 на левом крыле 13 возрастает в направлениях задних концов крыльев 12 и 13 лапы 3.

Режущие кромки 17, 19 и 21 на уступах правого крыла 12 и режущие кромки 18, 20 и 22 на уступах левого крыла 13 выполнены до образования вертикальных участков 24-29 и подвержены объемной закалке до твердости 40-60 HRCэ.

Таким образом, плоскорежущая лапа 3 вместе с вертикальными участками 24-29 выполнена единой обтекаемой деталью с плавными сопряжениями и переходами на уступах левого и правого крыльев 12 и 13 из высокоуглеродистой листовой стали с прерывистыми режущими кромками 17-22 на фронтальной части. Толщина режущих кромок 17-22 обеспечивает устойчивое перерезание скелетных и сосущих корней сорной растительности на упругодеформируемой опоре, каковой является почва верхнего слоя.

Рабочий процесс стрельчатой плоскорежущей лапы, смонтированной на стойке культиватора, происходит следующим образом.

Стойка 1 плоскорежущей лапы 3 устанавливается в держателе секции культиватора растениепитателя или на поводке парового культиватора. Носок 5 стойки 1 разрушает почвенную корку и углубляется в поверхностный слой почвы, увлекая за собой стрельчатую плоскорежущую лапу 3. При заглублении рабочего органа культиватора, так же как и при установившемся движении по направлению движения, первым при выполнении технологического процесса участвует носок 11 с режущей кромкой 4 стрельчатой лапы 3. При обработке посевов, например, сорго, посеянного с междурядьями 0,7 м, межрядковое пространство сильно засорено нежелательной растительностью. Режущими кромками 17 и 18 крыльев лап 12 и 13 подрезается слой почвы с корнями сорняков. Режущими кромками 17 и 18 соответственно на вертикальных участках 24 и 27 вертикально подрезается пласт почвы на почвенные полосы. Таким образом, на участке между вертикальными участками 24 и 27 срезаны две полосы почвы, которые подвержены интенсивной деформации. Нависшие корни сорной растительности с режущих кромок 17 и 18 извлекаются на дневную поверхность вертикальными участками 24 и 27 лапы 3 за счет плавных переходов режущих кромок 17 и 18 односторонних лезвий с горизонтального положения в наклонное на участках 24 и 27. Извлеченные сорняки остаются лежать на поверхности обработанной полосы с незначительным удалением от следа стойки 1.

Дальше в работу вступают режущие кромки 19 и 20 на уступах крыльев 12 и 13. Аналогичным образом они подрезают насыщенный корнями переувлажненный верхний слой почвы, крошат его, подрезают корни и извлекают сорняки на дневную поверхность. Завершают технологический процесс механического уничтожения сорняков и крошения почвенного слоя с максимальным приближением к рядкам растений сорго (суданской травы) горизонтальные режущие кромки 21 и 22 на крыльях 12 и 13 лапы 3 и наклонные режущие комки 21 и 22 на вертикальных участках 26 и 29. Вертикальными участками рабочего органа культиватора подрезанные сорняки и часть почвы отводятся от рядков культурных растений, исключая этим их засыпание и механическое повреждение.

Таким образом, описанной лапой почва в междурядьях подвергается не только горизонтальной подрезке, но и вертикальной деформации и интенсивным извлечением корней сорных растений на дневную поверхность. Подрезанные сорняки ровной толщиной укрывают поверхность междурядья. Вертикальные участки 24-26 на правом крыле 12 и участке 27-29 на левом крыле 13 исключают боковые перемещения срезаемого почвенного пласта при работе на повышенных рабочих скоростях (свыше 2 м/с). Этим исключаются свальные гребни и борозды в междурядьях возделываемых теплолюбивых культур.

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 сельском хозяйстве и сельскохозяйственном машиностроении;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанного в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителями технического результата.

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

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для поверхностной обработки почвы в орошаемом земледелии. Рабочий орган содержит стойку и стрельчатую лапу. Лапа на фронтальной части имеет режущую кромку. Стойка снабжена рабочей кромкой на передней грани и задней стенкой на нижней ее части. Лапа закреплена на задней стенке. Задняя стенка расположена горизонтально на нижнем участке упомянутой стойки. Задней стенке придана Δ-образная форма. Стенка имеет упор на задней грани. В створе стойки на задней стенке выполнено вертикальное отверстие. Ниже задней стенки на стойке выполнен фигурный паз для носка лапы. Режущая кромка лапы выполнена прерывистой и уступами в сторону заднего конца крыла. Каждый уступ имеет вертикальный участок. Режущая кромка вертикального участка наклонена под углом меньше 90^o к верхней грани лапы. Режущие кромки вертикальных участков сопряжены с фронтальными частями режущих кромок уступов по галтелям. Высота вертикальных участков над лапой возрастает в направлении заднего конца крыла. Режущие кромки на уступах выполнены до образования вертикальных участков и подвержены закалке. Применение изобретения позволит повысить качество обработки почвы независимо от ее влажности и степени засоренности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку с рабочей кромкой и стрельчатую лапу с передней режущей кромкой, закрепленную на задней стенке стойки, при этом на стойке ниже ее задней стенки выполнен фигурный паз, в котором установлен носок лапы, а задняя стенка стойки расположена горизонтально на ее нижнем участке, выполнена Δ-образной формы, имеет упор и расположенное в створе стойки вертикальное отверстие, отличающийся тем, что режущая кромка лапы выполнена прерывистой с уступами в сторону заднего конца крыла, при этом каждый уступ имеет вертикальный участок, режущая кромка которого наклонена под углом, меньшим 90^o, к верхней грани лапы и сопряжена с фронтальной частью режущей кромки уступа по галтели радиусом, большим 15 мм, а высота вертикальных участков возрастает в направлении заднего конца лапы. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что режущие кромки на уступах выполнены до образования вертикальных участков и подвержены объемной закалке до твердости 40-60 НRСэ.