КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ Российский патент 2004 года по МПК A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным почвообрабатывающим машинам.

Известно почвообрабатывающее орудие (А. с. СССР 1142015, МПК А 01 В 49/02, 28.02.85), содержащее раму и закрепленные на ней секции с рабочими органами, выполненными в виде попарно установленных подпружиненных рыхлящих лап и размещенных за ними сферических дисков. Секции размещены в шахматном порядке, а сферические диски каждой секции смонтированы с возможностью изменения угла атаки и связаны между собой осью, соединенной с рамой посредством подпружиненных штоков. Орудие снабжено боронками, каждая из которых установлена за секцией дисков, соединена с осью последней посредством тяги и имеет механизм ее регулировки по глубине.

Недостатком данной конструкции является то, что она не обеспечивает качественную обработку почвы из-за образования сферическими дисками свальных гребней.

Известно также почвообрабатывающее орудие (А.с. СССР 1463144, МПК А 01 В 31/00, 07.03.89), содержащее выравниватель и рыхлящие рабочие органы, при этом выравниватель имеет форму рельса, к подошве которого под острым углом к направлению движения вправо и влево симметрично продольной оси орудия жестко прикреплены рыхлящие рабочие органы, каждый из которых выполнен в виде ножа. При этом передняя кромка ножа имеет острый угол с вертикалью, а нижняя - с горизонталью.

Недостатком данной конструкции является то, что выравниватель только раздвигает почву в стороны, но не измельчает ее, поэтому к нему дополнительно необходимо применение зубовых борон. Кроме того, орудие не обеспечивает равномерного поверхностного уплотнения обработанной почвы.

Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат (Патент РФ 2108014, МПК А 01 В 49/02, 10.04.98), содержащий раму и закрепленные на ней дисковые батареи, размещенные под углом к поперечной линии агрегата, рыхлительные рабочие органы, например плоскорежущие лапы, и каток с рабочими элементами, например зубчатыми планками. При этом рабочие элементы катка размещены по многозаходным спиралям, имеющим направление навивки в сторону задних концов дисковых батарей и переменный шаг навивки спиралей.

Предложенный агрегат благодаря выполнению катка особой формы, а именно спирально-планчатой, позволяет совместить функции катка и выравнивателя гребней, образуемых дисковыми батареями, но лишь частично, так как отбрасывание комков почвы из гребней спиральными зубчатыми планками катков в стороны происходит лишь при большой скорости агрегата, что трудновыполнимо из-за громоздкости и большого веса агрегата. Кроме того, планки катков проникают в гребни лишь на небольшую глубину, а так как они расположены по диаметру катка на расстоянии друг от друга, то даже небольшое отбрасывание почвы из гребней происходит лишь через промежутки, равные этим расстояниям.

Наиболее близким к заявляемому является комбинированный почвообрабатывающий агрегат (А.с. СССР 1428395, МПК А 01 В 49/02, 59/04, 07.10.88), содержащий опорные колеса, раму с дисковыми сферическими батареями, размещенными под углом к поперечной линии агрегата, рыхлительные рабочие органы в виде плоскорежущих лап, Y-образный выравниватель и каток.

Недостатком этого агрегата является большая металлоемкость, повышенное тяговое сопротивление из-за потерь на трение и транспортировку Y-образного выравнивателя, выполненного в виде почвенной призмы волочения, который перемещает гребни, образуемые дисковыми сферическими батареями от оси агрегата в стороны. При этом плоскорежущие лапы режут почву на глубине 8-20 см, а на поверхности крупные куски почвы, образованные стойками плоскорежущих лап, уплотняются выравнивателем и катками без предварительного измельчения.

Задачей предлагаемого устройства является улучшение качества рыхления и выравнивания почвы.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированном почвообрабатывающем агрегате, содержащем раму и закрепленные на ней дисковые батареи, размещенные под углом к поперечной линии агрегата, рыхлительные рабочие органы, выравниватель, каток, согласно предложенному решению выравниватель выполнен в виде рамы в форме равнобедренной трапеции, снабженной направляющими, расположенными параллельно ее боковым сторонам и зеркально-симметрично относительно ее плоскости симметрии, на направляющих закреплены рыхлительные элементы в виде пластин в шахматном порядке, причем пластины выполнены с заточкой, а направляющие расположены друг от друга на расстоянии, выбираемом из соотношения:
b=t•tgγ,
где b - расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя,
t - ширина пластин,
γ - угол заточки пластин, образующий переднюю режущую кромку.

Пластины могут быть выполнены в форме трапециевидных ножей с заточкой по передней и нижней кромкам, выполненным со стороны плоскости симметрии выравнивателя. При этом угол заточки пластин, образующий вертикальную переднюю режущую кромку трапециевидных ножей, определяют из соотношения:
γ≤α,
где α - угол наклона направляющих выравнивателя относительно его плоскости симметрии.

Острый угол трапециевидных ножей β определяют из соотношения: 15^°≤β≤80^°, а угол заточки ω, образующий нижнюю режущую кромку трапециевидных ножей, определяют из соотношения: 10^°≤ω≤75^°.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, вид в плане; на фиг.2 - выравниватель, вид сбоку; на фиг.3 - выравниватель, вид в плане; на фиг.4 - выравниватель, вид спереди; на фиг.5 - рыхлительный элемент в виде трапециевидной пластины, закрепленной с правой стороны от плоскости симметрии выравнивателя; на фиг.6 - рыхлительный элемент в виде трапециевидной пластины, закрепленной с левой стороны от плоскости симметрии выравнивателя; на фиг.7 - показана схема расположения рыхлительных элементов - пластин на направляющих выравнивателя и углы заточки, образующие вертикальные режущие кромки пластин; на фиг.8 - угол заточки, образующий нижнюю режущую кромку пластины.

Агрегат включает раму 1 с навесным устройством 2, винтовым механизмом регулировки глубины обработки 3, опорными колесами 4, последовательно установленными на раме дисковыми батареями 5 с чистящими устройствами 6, плоскорежущими лапами 7, закрепленными на стойках 8, пружинными прижимными механизмами 9 катков 12, выравнивателем 10, выполненным в форме равнобедренной трапеции с направляющими 11, расположенными параллельно боковым сторонам выравнивателя и зеркально-симметрично относительно плоскости его симметрии под углом α к ней.

На направляющих выравнивателя и на боковых сторонах рамы закреплены рыхлительные элементы, выполненные в виде прямоугольных трапециевидных правосторонних пластин 13 и левосторонних 14, направленных острыми углами β вниз и назад и расположенных на направляющих в шахматном порядке с шагом t, например, равным ширине пластин.

Угол заточки пластин γ, образующий вертикальную режущую кромку 15 на пластинах 13 и 14, выполнен со стороны, ближайшей к плоскости симметрии выравнивателя.

Угол заточки пластин ω, образующий нижнюю режущую кромку 16, также выполнен со стороны, ближайшей к плоскости симметрии выравнивателя.

Расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя выбирают исходя из соображений, чтобы комок почвы, прошедший в зазор "а" между двумя режущими пластинами, закрепленными на одной направляющей, в осевом направлении "v" движения выравнивателя (см. фиг.1), прошел бы и в зазор "b" между двумя ближайшими режущими пластинами на рядом расположенных направляющих. То есть расстояние между двумя ближайшими направляющими равно зазору "b", а зазор "b" должен быть не меньше зазора "а". Режущие пластины выравнивателя, расположенные в шахматном порядке, должны перекрывать собой зазоры "а" при движении агрегата.

Исходя из вышеизложенного расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя определяют следующим образом (см. фиг.7):
b=a/cosγ, а=t•sinγ,
отсюда
b = t•sinγ/cosγ = t•tgγ.
Следовательно,
b=t•tgγ,
где а - зазор между двумя закрепленными на одной направляющей режущими пластинами в осевом направлении выравнивателя;
b - расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя;
t - ширина режущей трапецеидальной пластины, которая, например, может быть равна шагу между пластинами, расположенными на одной направляющей;
γ - угол заточки пластин, образующий переднюю вертикальную режущую кромку.

Чтобы исключить трение почвы об заточенные поверхности рыхлительных пластин угол γ, определяют из соотношения:
γ≤α,
где α - угол расположения направляющих выравнивателя относительно его плоскости симметрии.

Острый угол трапециевидных рыхлительных пластин β, влияющий на усилие врезания в почву, плотность которой в зависимости от местности и климатических условий может быть разной, определяют из соотношения: 15^o≤β≤80^o и подбирают экспериментальным путем.

А чтобы исключить трение почвы по нижней поверхности трапециевидной пластины, угол заточки ω, образующий нижнюю режущую кромку 16, определяют также из экспериментально подобранного соотношения: 10^o≤ω≤75^o.

Комбинированный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом.

Конусные диски дисковых батарей 5, расположенные под углом к продольной оси агрегата, врезаются в верхний слой почвы на глубину 7-8 см и сдвигают образующиеся валки в сторону продольной оси агрегата, на которой формируется двойной валок.

Плоскорежущие лапы 7 в зависимости от механизма регулировки глубины обработки 3 рыхлят нижний слой почвы на глубине 12-20 см. Стойки плоскорежущих лап 8 при движении также создают неровности, требующие выравнивания. Выравниватель 10 движется следом за плоскорежущими лапами 7 и дисковыми батареями 5.

Режущие пластины 13 и 14, имеющие форму прямоугольных трапеций с острыми углами β, врезаясь в почву заточенными под углом w нижними наклонными кромками 16, проникают в почву на глубину, одинаковую с глубиной врезания конусных дисков батарей, которые образуют и сдвигают валки почвы в сторону центральной оси агрегата.

Передние вертикальные режущие кромки 15, образованные углами заточки γ пластины, разрезают крупные комки почвы на части, которые либо сдвигаются плоскостями пластин в стороны, либо проходят в зазор "а" между пластинами, где, сталкиваясь со следующими, расположенными в шахматном порядке пластинами, снова режутся и сдвигаются в стороны.

Правосторонние режущие пластины 13 сдвигают образованные дисковыми батареями валки вправо, а левосторонние - влево. Двойной валок, образованный в центре пластинами 13 и 14, закрепленными на сходящихся в плоскости симметрии выравнивателя направляющих, режется пополам и сдвигается соответственно вправо и влево.

Таким образом, почва, которая сдвигается в виде валков дисковыми батареями, измельчаясь, возвращается выравнивателем 10 на свое прежнее место.

Катки 12, которые катятся вслед за выравнивателем, прижимаемые пружинными прижимными механизмами 9, уплотняют поверхностный слой почвы.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным почвообрабатывающим машинам. Агрегат содержит раму и закрепленные на ней дисковые батареи, размещенные под углом к поперечной линии агрегата, рыхлительные рабочие органы, выравниватель и каток. Выравниватель выполнен в виде рамы в форме равнобедренной трапеции, снабженной направляющими, расположенными параллельно ее боковым сторонам и зеркально-симметрично относительно ее плоскости симметрии. На направляющих закреплены рыхлительные элементы в виде пластин в шахматном порядке. Пластины выполнены с заточкой. Направляющие расположены друг от друга на расстоянии, выбираемом из соотношения b= t•tgγ, где b - расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя, t - ширина пластин, γ - угол заточки пластин, образующий переднюю режущую кромку. Пластины имеют трапециевидную форму, а заточка выполнена по передней и нижней кромкам со стороны плоскости симметрии выравнивателя. Углы заточки выбирают из соотношений γ≤α, 10^°≤ω≤75^°, где α - угол наклона направляющих выравнивателя относительно его плоскости симметрии, ω - угол заточки, образующий нижнюю режущую кромку, а острый угол β трапециевидных пластин выбирают из соотношения 15^°≤β≤80^°. Пластины на направляющей закреплены друг от друга на расстоянии не более ширины пластины. Такое конструктивное выполнение позволит улучшить качество рыхления и выравнивания почвы. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий раму и закрепленные на ней дисковые батареи, размещенные под углом к поперечной линии агрегата, рыхлительные рабочие органы, выравниватель, каток, отличающийся тем, что выравниватель выполнен в виде рамы в форме равнобедренной трапеции, снабженной направляющими, расположенными параллельно ее боковым сторонам и зеркально-симметрично относительно ее плоскости симметрии, на направляющих закреплены рыхлительные элементы в виде пластин в шахматном порядке, причем пластины выполнены с заточкой, а направляющие расположены друг от друга на расстоянии, выбираемом из соотношения

b=t·tgγ,

где b - расстояние между двумя ближайшими направляющими выравнивателя;

t - ширина пластин;

γ - угол заточки пластин, образующий переднюю режущую кромку.

γ≤α,

10°≤ω≤75%,

где α - угол наклона направляющих выравнивателя относительно его плоскости симметрии;

ω - угол заточки, образующий нижнюю режущую кромку;

а острый угол β трапециевидных пластин выбирают из соотношения: 15°≤β≤80°.