КУЛЬТИВАТОР Российский патент 2007 года по МПК A01B35/20 A01B39/20 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к средствам механизации сельскохозяйственного производства, а именно в качестве рабочего органа культиваторов для поверхностной обработки эрозионно-опасных почв, насыщенных сорной растительностью.

Известен рабочий орган для поверхностной обработки почвы, включающий стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, в которой рабочая кромка стойки образована с переменным углом заточки по ее высоте, причем заточка с минимальным углом выполнена на части стойки, обрабатывающей поверхностный слой, а режущая кромка на крыльях лапы образована заточкой передней грани с переменным углом, уменьшающимся в направлении свободного конца каждого крыла от стойки, причем лапа с задней стенкой сопряжена посредством паза и зафиксирована в нем посредством клина, изменение угла заточки рабочей кромки по высоте стойки описано уровнем второго порядка вида hc²=2pi, где hc - высота стойки, мм; i - угол заточки; р - фокальный параметр параболы, а изменение угла заточки режущей кромки крыла лапы описано уровнем прямой вида i=-(Авл+С)/В, где i - угол заточки; вл - длина крыла лапы от стойки до свободного конца; А, В, С, - коэффициенты пропорциональности, полученные на основе экспериментальных данных (RU, патент №2195094. С2. МПК⁷ А 01 В 35/26, 35/22. Рабочий орган для поверхностной обработки почвы / В.Г.Абезин, В.В.Карпунин, А.М.Салдаев (СССР). - Заявка №2001105075/13; Заявлено 21.02.2001; Опубл. 27.12.2002, Бюл.36 // Изобретения Полезные модели. - 2002. - №36).

К недостаткам описанного рабочего органа для поверхностной обработки почвы относятся в расстановке стрельчатых плоскорежущих лап в переднем и заднем рядах. Это приводит к усложнению конструкции культиватора. Перекрытие концами лап в проходах не обеспечивает полное перерезание корней сорняков.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является культиватор, содержащий поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями, каждая из которых имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы, выполненные в виде стрельчатых лап двух типоразмеров с различной шириной захвата, в котором, стрельчатые лапы с различной шириной захвата выполнены плоскорежущими с углом крошения 15°, при этом отношение ширины захвата большей лапы к меньшей составляет 1,8-2,0, а число лап большего и меньшего захвата одинаково: позади лап установлены бороны с регулируемой переменной шириной захвата; секции установлены на брусе с переменным шагом (RU, патент №2013909. С1. МПК⁵ А 01 В 39/18. Культиватор / А.И.Ситников, М.Е.Винокуров, В.И.Пастушков и др. (RU). - Заявка №5041485/15. Заявлено 15.04.1992. Опубл. 15.06.1994. Бюл. №11 // Изобретения. - 1994. - №11).

К недостаткам описанного культиватора относятся низкое качество обработки паровых полей. Это выражается как выносом влажного слоя на дневную поверхность, так и несрезанными сорняками в полосах, обрабатываемыми свободными концами смежных стрельчатых лап. Это приводит к усложнению конструкции, высокой материалоемкости и цены культиватора.

Сущность заявленного изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение качества обработки паровых полей преимущественно для возделывания яровых и озимых зерновых колосовых культур.

Технический результат - упрощение конструкции, снижение затрат труда и времени на подготовку культиватора к работе и повышение качества обработки верхнего слоя почвы для возделывания сельскохозяйственных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном культиваторе, содержащем поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями, каждая из которых имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы, выполненные в виде стрельчатых плоскорежущих лап, согласно изобретению каждая плоскорежущая лапа снабжена левосторонним коротким крылом и правосторонним длинным крылом с углом раствора между режущими кромками крыльев больше 100°, левостороннее короткое крыло имеет угол раствора режущей кромки к продольному направлению больше, чем угол раствора режущей кромки к продольному направлению правостороннего длинного крыла, режущие кромки упомянутых крыльев имеют переменные углы заточки, уменьшающиеся к свободным концам лапы, при этом угол заточки левого короткого крыла уменьшается в диаметре значений угла от 22 до 15°, а угол заточки правого длинного крыла - в диапазоне от 18 до 9°, монтажные отверстия лапы выполнены на оси, совмещенной с продольным направлением, носки лап расстановлены на одной фронтальной линии, а длинное и короткое крылья в каждой сменной паре установлены с перекрытием 6...8 см.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема расстановки плоскорежущих лап, вид в плане.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, продольно-вертикальный разрез левого короткого крыла с указанием угла резания δ₁.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, продольно-вертикальный разрез правого длинного крыла с указанием угла резания δ₂ на конце лапы.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1, нормальное сечение правостороннего длинного крыла лапы с указание угла заточки i₂.

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1, нормальное сечение левостороннего короткого крыла лапы с указанием угла заточки i₁.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Культиватор содержит поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями. Каждая секция имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы. Рабочие органы выполнены в виде стрельчатых плоскорежущих лап 1. В силу известности и массово выпускаемые узлы культиватора нами не представлены на чертежах. Каждая плоскорежущая лапа 1 (см. фиг.1) снабжена левосторонним коротким крылом 2 и правосторонним длинным крылом 3. Угол раствора между режущими кромками 4 и 5 крыльев 2 и 3 выполнен больше 100°, т.е. γ₁+γ₂>100°. Левостороннее короткое крыло 2 имеет угол раствора (90°-γ₂) режущей кромки 4 к продольному направлению, совмещенное с осевой линией 6, больше, чем угол раствора (90°-γ₁) режущей кромки 5 к продольному направлению правостороннего длинного крыла 3. Режущие кромки 4 и 5 упомянутых крыльев 4 и 5 имеют переменные углы заточки i₁ (см. фиг.5) и i₂ (см. фиг.4). В каждом крыле 2 (3) угол заточки i₁ (i₂) выполнен уменьшающимся к свободному концу 7 (8). Угол заточки i₁ левого короткого крыла уменьшается в диапазоне значений угла i₁ от 22 до 15°. Угол заточки i₂ правого длинного крыла 3 выполнен в диапазоне значений i₂ от 18 до 9°.

Монтажные (круглые) отверстия 9 (см. фиг.1) выполнены на осевой линии 6, совмещенной с продольным направлением. Монтажными отверстиями 9 каждая стрельчатая плоскорежущая лапа 1 средствами крепления зафиксирована на стойке, устанавливаемой в параллелограммной секции. Благодаря секциям лапы 1 на поперечном брусе культиватора устанавливают с шагом t (см. фиг.1). Носки 10 лап 1 (точка пересечения режущих кромок 4 и 5) расставлены на одной фронтальной линии, т.е. под прямым углом к продольному направлению или к оси 6. Длинные и короткие крылья 2 и 3 в каждой смежной паре установленны с перекрытием Δb, равным 6...8 см. Ширина захвата левостороннего короткого крыла 2 - b₁, а ширина захвата правостороннего длинного крыла 3 - b₂ (см. фиг.1).

Шаг расстановки лап 1 на брусе культиватора устанавливают расчетом

t=b₁+b₂-Δb.

Величину угла резания δ₁ (см. фиг.1) в каждой точке резания кромки 4 определяют расчетом по формуле

δ₁=arctg[tgi₁×sin(90°-γ₂)].

Величину угла резания δ₂ (см. фиг.3) в каждой точке режущей кромки 5 устанавливают расчетом из следующего выражения:

δ₂=arctg[tgi₂×sin(90°-γ₁)].

Крылья 2 и 3 установлены к горизонту без заднего угла. Углы крошения крыльями 2 и 3 лапы 1 определяются величинами углов резании δ₁ и δ₂.

Культиватор работает следующим образом.

Посредством параллелограммных секций устанавливают с шагом t на поперечном брусе культиватора, обеспечивая необходимое перекрытие Δb между свободными концами 7 и 8 левостороннего впереди идущего крыла 3. Винтовым механизмом в каждой параллелограммной секции добиваются плотного прилегания режущих кромок 4 и 5 к поверхности технологической площадки.

Опорными колесами секции устанавливают глубину обработки верхнего слоя парового поля в пределах 5...6 см. При установившимся движении носок 10 каждой стрельчатой плоскорежущей лапы 2 деформирует локальный участок почвы, раздвигая корни сорной растительности влево на режущую кромку 4 крыла 2 и вправо на режущую кромку 5 крыла 3. При скольжении корней вдоль режущей кромки 4 корни растягиваются и деформируются, а затем и перерезаются на упругой основе. Несрезанные корни, такие как вьюн полевой, осот и др., удлиняются в почвенном горизонте и пытаются сместиться в сторону конца t крыла 2. Так как на крыльях 2 и 3 режущие кромки 4 и 5 выполнены с переменным углом заточки i₁ и i₂, уменьшающимся к концам 7 и 8, происходит их разрезание особо острыми лезвиями, с углами резании δ₁ и δ₂. Несрезанные корни, сошедшие с конца 7 крыла 2, остаются в почве в напряженном состоянии. Их окончательно перерезает режущая кромка 5 на конце 8 правостороннего крыла 3. Так как режущая кромка 5 на конце 8 крыла 3 имеет лезвие с минимальным углом заточки i₂ и оно размещено за концом 7 крыла 2, достигается полное подрезание сорной растительности.

Описанная конструкция стрельчатых плоскорежущих лап 1 обеспечивает их фронтальное размещение. В навесных культиваторах семейства КРН - 4,2; КРН - 5,6; КРН - 8,4 в каждой секции снижается до 10 единиц номенклатуры сменных держателей.

В паровых культиваторах КПС - 4,0 и КСО - 4 отпадает необходимость в изготовлении длинных поводков для расстановки лап 1 в заднем ряду. При шаге t, равном 400...500 мм, при обработке паровых полей не наблюдалось забивание стоек лап 1 сорной растительностью.

Отсутствие заднего угла в крыльях 2 и 3 исключает вынос влажной почвы на дневную поверхность.

Культиватор обеспечит высокое качество обработки паров и сохранение запасов почвенной влаги.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для поверхностной обработки эрозионно-опасных почв, насыщенных сорной растительностью. Культиватор содержит поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями. Каждая секция имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы, выполненные в виде стрельчатых плоскорежущих лап. Каждая плоскорежущая лапа снабжена левосторонним крылом и правосторонним длинным крылом с углом раствора между кромками крыльев больше 100°. Левостороннее короткое крыло имеет угол раствора режущей кромки к продольному направлению больше, чем угол раствора режущей кромки к продольному направлению правостороннего длинного крыла. Режущие кромки крыльев имеют переменные углы заточки, уменьшающиеся к свободным концам лапы. Угол заточки левого короткого крыла уменьшается в диапазоне значений угла от 22 до 15°, а угол заточки правого длинного крыла - в диапазоне от 18 до 9°. Монтажные отверстия лапы выполнены на оси, совмещенной с продольным направлением. Носки лап расположены на одной фронтальной линии, а длинное и короткое крылья в каждой смежной паре установлены с перекрытием 6...8 см. Такое конструктивное выполнение позволит обеспечить высокое качество обработки паров и сохранит почвенные запасы влаги. 5 ил.

Культиватор, содержащий поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями, каждая из которых имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы, выполненные в виде стрельчатых плоскорежущих лап, отличающийся тем, что каждая плоскорежущая лапа снабжена левосторонним крылом и правосторонним длинным крылом с углом раствора между кромками крыльев больше 100°, левостороннее короткое крыло имеет угол раствора режущей кромки к продольному направлению больше, чем угол раствора режущей кромки к продольному направлению правостороннего длинного крыла, режущие кромки упомянутых крыльев имеют переменные углы заточки, уменьшающиеся к свободным концам лапы, при этом угол заточки левого короткого крыла уменьшается в диапазоне значений угла от 22 до 15°, а угол заточки правого длинного крыла - в диапазоне от 18 до 9°, монтажные отверстия лапы выполнены на оси, совмещенной с продольным направлением, носки лап расположены на одной фронтальной линии, а длинное и короткое крылья в каждой смежной паре установлены с перекрытием 6...8 см.