РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ЩЕЛЕВАНИЯ ПОЧВЫ Российский патент 2009 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для щелевания почвы при противоэрозионной обработке.

Известен способ щелевания почвы, содержащий ступенчатое нарезание щели, в котором с целью снижения энергоемкости процесса и повышения качества щелевания нарезание первой ступени щели производят с рыхлением ее дна и нижней части стенок, а перед нарезанием второй ступени щели осуществляют смачивание рыхлой почвы на дне и нижней части стенок первой ступени щели.

Устройство для щелевания почвы по описанному способу, включающее раму с опорными колесами и поярусно установленные на ней щелерезы, в котором с целью снижения энергозатрат процесса и повышения качества щелевания щелерезы установлены попарно, а пара щелерезов расположена фронтально, причем щелерезы в паре установлены параллельно друг другу и поярусно, при этом щелерез верхнего яруса снабжен установленным в его нижней части рыхлителем, который связан со щелерезом посредством шарнирной тяги (SU, авторское свидетельство №1426480, А1, М.кл.⁴ А01В 13/16, 79/00. Способ щелевания почвы и устройство для его осуществления / А.П.Сапунков (СССР). - Заявка №4229543/30-15; Заявлено 09.03.1987; Опубл. 30.09.1988, Бюл. №36 // Открытия. Изобретения. - 1988. - №36).

К недостаткам описанного способа и устройства поделки вертикальных щелей для отвода естественных и исскуственных осадков в нижележащие горизонты относятся большие энергозатраты, наличие оросительной воды между первым и вторым проходами, сложность вождения агрегата по эквидистантным линиям, «рваные» боковые стенки щелей, отсутствие устьев для перехвата ливневого стока.

Известно орудие для почвозащитной обработки почвы, содержащее последовательно установленные друг за другом щелерез и рабочий орган для рыхления стенок, в котором с целью повышения крошения почвы по краям щели рабочий орган для рыхления стенок щели выполнен в виде установленного на пружинной С-образной стойке наральника с полувинтовым отвальчиком; перед щелерезом установлен размещенный с ним в одной плоскости диск (SU, авторское свидетельство №1530108, А1, М.кл,⁴ А01В 13/16, 49/02. Орудие для почвозащитной обработки почвы / П.Я.Захаров (СССР). - Заявка №4387928/30-15; Заявлено 04.03.1988; опубл. 23.12.1989, Бюл. №47 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №47).

К недостаткам описанного орудия относятся низкое качество выполненных щелей и высокие энергозатраты. Несмотря на наличие диска перед щелерезом, толщина которого в 4-8 раз больше толщины диска, в верхней части щели не образуется устье для перехвата и отвода ливневого стока в нижележащие горизонты. Основной задачей щелереза является поделка вертикальных щелей (полостей) с гладкими стенками для накопления осадков в нижней части. Разрушенные стенки препятствуют попаданию осадков в нижние горизонты.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту и заслуживающему внимания специалистов по конструктивному исполнению является рабочий орган для щелевания почвы, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части, в котором с целью снижения тягового сопротивления криволинейно-вогнутая режущая кромка ножа выполнена в виде параболы с центром ее ветви на середине высоты стойки, при этом угол заточки ножа в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви; величина угла заточки ножа уменьшается от 40 до 18° (SU, авторское свидетельство №1329634, А2,. М.кл,⁴ А01В 13/16, 79/00. Рабочий орган для щелевания почвы / А.П.Сапунков (СССР). - Заявка №4063521/30-15; Заявлено 15.08.1987; Бюл. №30 // Открытия. Изобретения. - 1987. - №30).

Описанный рабочий орган качественно выполняет щели. Однако в верхней части щели отсутствует устье для направления ливневых осадков и оросительной воды при дождевании.

Этот рабочий орган для щелевания почвы нами принят в качестве наиближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение водосбора на прощелеванных массивах.

Технический результат - снижение эрозионного стока и увеличение глубины промачивания орошаемых земель.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем органе для щелевания почвы, включающем стойку с режущей кромкой на фронтальной части, согласно изобретению в пазу на монтажной части стойки впереди режущей кромки размещен отъемный устьеобразователь щели, выполненный в виде зуба из полосовой углеродистой стали с закругленным нижним концом на суженной части и режущей кромкой по периметру рабочего участка, при этом заточка режущей кромки устьеобразователя обращена в сторону направления движения стойки; режущая кромка устьеобразователя образована заточкой под углом 45-65°; радиус закругления нижнего конца зуба устьеобразователя выполнен из соотношения к толщине стойки как 1: (2-4); паз на монтажной части стойки выполнен под углом 25-45° к вертикальному срезу стойки.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен рабочий орган для щелевания почвы, вид сбоку.

На фиг.2 - вид А на фиг.1, положение зуба устьеобразователя на монтажной части стойки.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, фиксация зуба средствами крепления в пазу на монтажной части стойки.

На фиг.4 показан устьеобразователь в виде зуба из полосовой углеродистой стали с отверстиями для крепления в пазу стойки и закругленным нижним концом на суженной части.

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

Рабочий орган для щелевания почвы включает стойку 1 с режущей кромкой 2 на фронтальной части. Криволинейно-вогнутая режущая кромка 2 ножа 3 выполнена в виде параболы с центром ее ветви на середине высоты стойки 1. Угол заточки ножа 3 в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви. Величина угла заточки ножа 3 уменьшается от 40 до 18°.

Монтажная часть 4 стойки 1 средствами крепления 5 зафиксирована на продольной балке 6 рамы почвообрабатывающего орудия. Срез средств крепления 5 исключается передним и задним упорами 7 и 8.

В пазу 9 на монтажной части 4 стойки 1 впереди режущей кромки 2 размещен отъемный устьеобразователь 10 щели. Устьеобразователь 10 щели выполнен в виде зуба из полосовой углеродистой стали сечением 40×8 мм. Материал - сталь 65 Г. На суженной части 11 в нижней части зуб устьеобразователя 10 выполнен с закруглением радиусом R (см. фиг.4). Радиус закрепления R нижнего конца зуба выполнен из соотношения к толщине t стойки 1 как R:t=1:(2÷4). По периметру суженной части 11 и по бокам рабочего участка устьеобразователя 10 выполнена режущая кромка 12 с заточкой под углом i=45°-65°. Заточка режущей кромки 12 обращена в сторону направления движения стойки 1. Паз 9 на монтажной части 4 стойки 1 выполнен под углом α=25-45° к вертикальному срезу стойки 1 за упором 7 балки 6.

В верхней части зуба выполнена пара отверстий 13 для фиксации устьеобразователя 10 в пазу 9. В пазу 9 устьеобразователь 10 зафиксирован парой резьбовых штифтов 14. На монтажной части 4 по бокам стойки 1 сварными швами закреплены накладки 15. На фронтальной части стойки 1 выполнены резьбовые отверстия 16 и гладкие цилиндрические отверстия 17 и 18 (см. фиг.3).

Каждый резьбовой штифт 14 имеет квадратных хвостовик 19 под размер зева рожкового ключа, цилиндрический упор 20 для поджатия устьеобразователя 10 к опорной площади паза 9 и фиксатор 21 под размер отверстия 13 зуба.

При установке верхней части зуба с отверстиями 13 устьеобразователя 10 в паз 9 вворачивают за квадратный хвостовик 19 в резьбовое отверстие 16 резьбовой штифт 14. Фиксатор 21 штифта 14 входит сначала в отверстие 13 зуба, а затем в гладкое цилиндрическое отверстие 18. При дальнейшем ввинчивании штифта 14 торцевой поясок упора 20 поджимает плоскую грань устьеоборазователя 10 в паз 9. Аналогичным образом поступают со вторым штифтом 14. После затяжки штифтов 14 в резьбовых отверстиях 16 их фиксируют контргайками 22. Устьеобразователь 10 с режущей кромкой 2 стойки 1 готовы к выполнению технологического процесса.

Рабочий орган для щелевания почвы работает следующим образом.

При опускании балки 6 с рамой орудия первым поверхности поля касается заостренный носок на нижней части стойки 1. Носок под силой веса рабочего органа и рамы орудия врезается в верхний слой почвы. При дальнейшим заглублении в слой почвы врезается режущая кромка 2 ножа 3 на нижней ветви параболы.

Слой почвы, пожнивных остатков и корней растений вертикально разрезаются режущей кромкой 2 ножа 3, образуя при этом вертикальную щель с гладкими стенками. Геометрия фронтальной части стойки 1 такова, что активные силы - от веса рабочего органа и от вертикальной составляющей силы резания узкого слоя почвы заставляют стойку 1 интенсивно заглубляться. Это суммарное воздействие приводит к тому, что закругленный конец с режущей кромкой 12 на суженной части 11 устьеобразователя 11 касается поверхности поля. Слой почвы под режущей кромкой 12 сминается. Пожнивные остатки и сорная растительность сдвигаются в сторону от стойки 1. Заточками режущих кромок 12 образуется в верхнем слое клинообразная щель, которая на полную глубину h₁ (см. фиг.1) нарезается режущей кромкой 2 на верхней ветви параболы ножа 3.

Устьеобразователь 10 позволяет выполнять устойчивые щели с глубиной h₀=0,35 м до h₁=0,45 м (см. фиг.1). При иных глубинах поделки вертикальных щелей в паз 9 устанавливают сменный зуб.

При толщине стойки 1 равным 16 мм величина радиуса R может быть принята от 8 до 4 мм.

В этом случае носок зуба при угле i=45-65° имеет наибольшую устойчивость к износу. Выполнение устьеобразователя 10 для направления потока ливневой воды в донную часть щели из конструкционной стали позволяет зубу при работе смещаться в сторону режущей кромки 2 и тем самым обеспечивать устойчивость хода стойки 1 по глубине обработки на сложном рельефе. Одновременно с этим за счет угла α - наклона паза 9 к вертикали в пределах 25-45° нависшим сорнякам сместиться к заостренному концу устьеобразователя 10, а затем либо сойти вниз, либо быть перерезанными в верхнем слое почвы. Таким образом указанная совокупность существенных отличительных признаков позволяет достигнуть поставленного технического результата - снижение эрозионного стока за счет подачи ливневых осадков в устье щели и глубины промачивания орошаемых земель за счет гладких и армированных стенок щели при поступлении воды в донную часть и полном ее заполнении.

Рабочий орган включает стойку с режущей кромкой на фронтальной части. В пазу на монтажной части стойки впереди режущей кромки размещен отъемный устьеобразователь щели. Устьеобразователь выполнен в виде зуба из полосовой углеродистой стали с закругленным нижним концом на суженной части и режущей кромкой по периметру рабочего участка. Заточка режущей кромки устьеобразователя обращена в сторону движения стойки. Режущая кромка устьеобразователя образована заточкой под углом 45-65°. Радиус закругления нижнего конца зуба выполнен из соотношения к толщине стойки как 1:(2÷4). Паз монтажной части стойки выполнен под углом 25-45° к вертикальному срезу стойки. Такое конструктивное выполнение позволит снизить эрозионный сток воды и увеличить глубину промачивания орошаемых земель. 3 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Рабочий орган для щелевания почвы, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части, отличающийся тем, что в пазу на монтажной части стойки впереди режущей кромки размещен отъемный устьеобразователь щели, выполненный в виде зуба из полосовой углеродистой стали с закругленным нижним концом на суженной части и режущей кромкой по периметру рабочего участка, при этом заточка режущей кромки устьеобразователя обращена в сторону направления движения стойки.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что режущая кромка устьеобразователя образована заточкой под углом 45-65°.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что радиус закругления нижнего конца зуба выполнен из соотношения к толщине стойки как 1:(2÷4).

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что паз на монтажной части стойки выполнен под углом 25-45° к вертикальному срезу стойки.