ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К ДИСКОВОМУ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕМУ ОРУДИЮ Российский патент 2009 года по МПК A01B5/00 A01B7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для обработки почвы.

Известно приспособление к дисковому лущильнику, предназначенное для улучшения оборота и крошения пласта, включающее стойку, цилиндрический отвал и механизм регулирования его положения относительно крайнего диска почвообрабатывающего орудия (SU, авторское свидетельство №1074425, МКИ А01В 5/00, 7/00). Недостатком данного приспособления является то, что оно не способно полностью исключить поперечный вынос почвы за пределы ширины захвата орудия.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является приспособление к почвообрабатывающему орудию, принятое в качестве прототипа, включающее стойку_; вертикальный щиток и механизм регулирования его положения относительно диска или иного рабочего органа (Карпенко А.Н., Халанский В.Н. Сельскохозяйственные машины. - М.: Агропромиздат, 1989, с.159, рис.V.2 л; Рекламный буклет фирмы Gregoire Besson, Франция. Агрономические встречи. X-образные тяжелые дисковые бороны). Данное техническое решение позволяет исключить вынос почвы за пределы ширины захвата орудия, но обладает рядом недостатков. В частности, в связи с тем, что расстояние между крайним диском и щитком ограничено величиной перекрытия между передней и задней батареями дискового орудия в условиях повышенной влажности, не исключено защемление пласта, сгруживание почвы и, как следствие этого, ухудшение качества ее обработки. Кроме того, разрушение почвенного пласта, сходящего с поверхности диска, при его взаимодействии с вертикальным щитком, происходит в результате деформации сжатия, при которой предел прочности почвы на порядок выше, чем при деформациях растяжения или изгиба. В связи с этим существенно увеличивается энергоемкость обработки почвы, особенно находящейся в переувлажненном состоянии.

Цель изобретения - повышение качества обработки почвы при ее различных состояниях и на всем возможном диапазоне технологических режимов работы дискового почвообрабатывающего орудия и снижение его энергоемкости.

Для достижения этой цели необходимо сориентировать щиток в пространстве по отношению к пласту почвы таким образом, чтобы он воздействовал на него в направлении наибольших суммарных напряжений. Для этого в сечении, перпендикулярном пласту в зоне его контакта со щитком, поверхность последнего должна быть установлена с наклоном в сторону, противоположную диску, на острый угол, равный 40-50°. Тогда вектор силы реакции поверхности щитка на пласт практически совпадает с направлением суммарных напряжений в его поперечном сечении, складывающихся из напряжений изгиба от веса пласта, действующих в вертикальной плоскости, и напряжений от силы инерции, действующей в горизонтальной плоскости. Воздействие на пласт почвы в направлении наибольших суммарных напряжений существенно уменьшает затраты энергии, необходимые для его разрушения. Кроме того, в вертикальной плоскости, продольной по отношению к пласту почвы в зоне его контакта со щитком (содержащей вектор абсолютной скорости пласта), поверхность щитка должна быть расположена выше пласта почвы и сориентирована по отношению к направлению его движения под углом, меньшим угла трения почвы по поверхности щитка. Вследствие этого исключается возможность сгруживания почвы и фрагменты пласта, разрушенного в результате воздействия щитка, получают импульс движения назад и падают на поверхность почвы, оставаясь в пределах ширины захвата орудия. В связи с тем, что траектория движения пласта по поверхности диска изменяется в широких пределах, щиток смонтирован с возможностью автоматического изменения его положения в соответствии с изменением траектории движения пласта почвы. Это обеспечивает оптимальный режим крошения и отброса почвы в любой момент времени. Таким образом, цель изобретения оказывается достигнутой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию отличается от него размещением щитка в пространстве по отношению к диску и пласту почвы, за счет чего и возникает положительный эффект, то есть улучшается качество обработки и уменьшается энергоемкость процесса.

Таким образом, заявляемое приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «существенные отличия».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию содержит наклонный щиток 1 (фиг.1). Щиток 1 смонтирован с вогнутой стороны крайнего диска 2 посредством продольного поводка 3, представляющего собой стержень с резьбой, ввернутый в резьбовое отверстие консоли 4 и зафиксированный в определенном положении посредством контргайки 5 (фиг.2). Консоль 4 прикреплена к ступице 6, установленной с зазором на горизонтальной цапфе 7, ось которой параллельна оси вращения диска 2, с возможностью поворота относительно нее. От осевого перемещения по цапфе 7 ступица 6 зафиксирована посредством шайбы 8 и шплинта (на чертеже не показан). Цапфа 7 жестко закреплена в нижней части стойки 9, смонтированной на раме 10 орудия с возможностью вертикального перемещения и фиксации в нужном положении посредством винта 11. Ближайший к диску 2 край щитка 1 расположен выше удаленного от него, а передний - выше заднего. То есть поверхность щитка 1 образует с горизонтальной плоскостью острые углы в продольном и поперечном направлениях. С противоположной по отношению к консоли 4 стороны к ступице 6 жестко прикреплен рычаг 12, снабженный регулируемым ограничителем угла поворота, представляющим собой Г-образный кронштейн 13 с упорным винтом 14. Свободный конец рычага 12 соединен пружиной 15 с рамой 10.

Приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию работает следующим образом.

Перед началом работы приспособление настраивают на заданный технологический режим, регулируя положение щитка 1 таким образом, чтобы он оптимально взаимодействовал с почвенным пластом 16. Для этого ослабляют винт 11 и перемещают стойку 9 в вертикальном направлении, устанавливая щиток 1 в требуемое положение по высоте. После чего производят затяжку винта 11. Затем ослабляют контргайку 5 и поворачивают поводок 3 со щитком 1 таким образом, чтобы рабочая поверхность последнего была наклонена в поперечном сечении на угол 40-50° и при работе воздействовала на наиболее нагруженную область пласта 16, образуя с вектором суммарного напряжения σ_Σ перпендикуляр (фиг.3). После этого регулируют величину продольного наклона поверхности щитка 1, вворачивая (или выворачивая) винт 14 в Г-образный кронштейн 13 рычага 12. При движении дискового орудия вперед, по направлению стрелки 17, отрезанный крайним диском 2 пласт почвы 16 встречается с рабочей поверхностью щитка 1 (фиг.4) и, разрушаясь в результате принудительного изгиба на фрагменты 18, отбрасывается назад и в сторону, не выходя за пределы ширины захвата дискового орудия. Пока траектория движения пласта почвы находится в нижней части диапазона ее варьирования по высоте, угол α между рабочей поверхностью щитка 1 и пластом 16 не превышает угла трения почвы по металлу (фиг.4) и сгруживание почвы исключается. При подъеме траектории движения пласта 16 в верхнюю часть диапазона ее варьирования по высоте (процесс стохастический, не предсказуемый), угол α превышает величину угла трения почвы по металлу, вследствие чего резко возрастает момент силы давления пласта 16 на щиток 1 снизу, который преодолевает момент от силы упругости пружины 15 и поворачивает щиток 1 относительно оси цапфы 7 (вместе с элементами крепления) по часовой стрелке. В результате этого угол наклона поверхности щитка 1 в продольном направлении вновь уменьшается до приемлемого значения (становится меньше угла трения почвы по металлу) и пласт почвы 16 начинает скользить, изгибаться и разрушаться на фрагменты 13. То есть характер технологического процесса восстанавливается автоматически, в результате немедленной реакции системы на изменение высоты траектории движения пласта 16. Таким образом, исключается возможность сгруживания почвы и нарушения технологического процесса, даже если происходит встреча диска 2 с посторонними предметами (камни, древесные остатки, металл и т.п.). А поскольку в поперечном сечении пласта 16 (фиг.3) поверхность щитка 1 воздействует на него в направлении наибольших суммарных напряжений, то энергоемкость процесса его разрушения на фрагменты 18 (фиг.4) сводится к минимуму.

Приспособление включает щиток, смонтированный с вогнутой стороны крайнего диска посредством стойки, закрепленной с возможностью изменения и фиксации высоты ее установки. Щиток установлен под наклоном к горизонтальной плоскости, образуя с ней острые углы в продольном и поперечном направлениях. Ближайший к диску край щитка расположен выше удаленного от него, а передний край выше заднего. Щиток смонтирован в нижней части стойки на ступице. Ступица посажена с зазором на цапфу посредством ввернутого в консоль ступицы с возможностью фиксации угла его поворота продольного поводка. Ось цапфы параллельна оси вращения диска. Щиток подпружинен и снабжен регулируемым ограничителем угла поворота относительно оси цапфы. Такое конструктивное выполнение позволит улучшить качество обработки почвы и уменьшить ее энергоемкость. 4 ил.

Приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию, включающее щиток, смонтированный с вогнутой стороны крайнего диска посредством стойки, закрепленной с возможностью изменения и фиксации высоты ее установки, отличающееся тем, что щиток установлен под наклоном к горизонтальной плоскости, образуя с ней острые углы в продольном и поперечном направлениях, причем ближайший к диску край щитка расположен выше удаленного от него, а передний край выше заднего, при этом щиток смонтирован в нижней части стойки на ступице, посаженной с зазором на цапфу, ось которой параллельна оси вращения диска, посредством ввернутого в консоль ступицы с возможностью фиксации угла его поворота продольного поводка, кроме того, щиток подпружинен и снабжен регулируемым ограничителем угла поворота относительно оси цапфы.