ЛУЩИЛЬНИК РОТАЦИОННЫЙ Российский патент 2010 года по МПК A01B35/16 

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

Известно изобретение, содержащее установленные на раме секции с работающими органами, каждый из которых выполнен в виде кольца и связан с рамой посредством тел качения, при этом кольца одной секции имеют положительный угол атаки, а кольца другой секции - отрицательный угол атаки [1]. При этом каждое из колец выполнено сферическим, а секции расположены параллельно друг другу и перпендикулярно направлению движения, при этом расстояние между смежными кольцами больше ширины захвата кольца, а кольца задней секции смещены в поперечном направлении относительно колец передней секции на половину расстояния между смежными секциями. Однако данное почвообрабатывающее орудие осуществляет рыхление почвы без ее оборота и заделки семян сорных растений.

Известно почвообрабатывающее орудие [2], состоящее из опорных колес или пруткового катка; механизма навески, рамы и расположенных в два ряда поперек движения колец. Кольца имеют механизмы регулировки угла атаки и угла наклона к горизонтальной плоскости. Кольца снабжены спицами, один конец каждой которых жестко закреплен на внутренней поверхности кольца, а другой соединен с центральным подшипниковым узлом. Продольная ось узла совпадает с линией, проходящей через фокус кольца перпендикулярно плоскости его большего основания и расположена между фокусом и этой плоскостью. Подшипниковый узел соединен с рамой посредством V-образной стойки, механизма регулировки угла наклона кольца к горизонтальной плоскости. Механизм состоит из кронштейна, соединенного с подшипниковым узлом, расположенным в основании V-образной стойки. Кронштейн и основание имеют сквозное соосное отверстие с расположенными по окружности соответственно симметричными и асимметричными пазами и пальца с фиксирующим щипом, сечение которого соответствует форме паза. Орудие обладает теми же недостатками, что и предыдущее. Его невозможно использовать для лущения почвы.

Прототипом является изобретение [3], включающее раму и рабочие органы, содержащие ступицы и закрепленные на них посредством спиц ножи. Устройство характеризуется тем, что на раме закреплены поперечные брусья, на которых установлены с возможностью вращения крепежные стойки, с каждой из которых сопряжена наклонная ось. Осевая линия каждой наклонной оси образует тупой угол с осью вращения каждой крепежной стойки. Горизонтальная проекция осевой линии каждой наклонной оси образует острый угол с направлением движения почвообрабатывающего устройства. Каждая ступица установлена на отдельной наклонной оси с возможностью вращения относительно осевой линии этой оси. На каждой ступице закреплен один нож, имеющий рабочую поверхность в виде усеченного конуса, образующая которого в плоскости, проходящей через осевую линию наклонной оси и ось вращения крепежной стойки, расположена под углом крошения к горизонтали. Нижняя точка окружности, образующей режущую кромку каждого отдельного ножа, расположена на оси вращения крепежной стойки.

Недостатками данного прототипа является то, что оно производит поверхностную обработку (рыхление) почвы, уничтожение сорняков без ее оборачивания, т.е. выполняет роль культиватора для сплошной обработки почвы.

Предлагается изобретение, сущностью которого является повышение качества обработки почвы и уничтожение вредителей, возбудителей болезней культурных растений и семян сорняков.

Для решения поставленных задач в предлагаемом лущильнике ротационном, представляющем собой почвообрабатывающее орудие, включающее раму, ротационные рабочие органы-ножи с рабочей поверхностью в виде усеченного конуса, закрепленные на ступицах со спицами с возможностью вращения, на внутренней рабочей поверхности ножей радиально установлены пластинчатые ножи, при этом их основания расположены по образующим рабочей поверхности ротационных почвообрабатывающих органов. Пластинчатые ножи выполнены в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки, установленного острой кромкой с углом α₁ - вперед. При этом величина угла α₁ - определяется по формуле

α₁≥90°-(ε+φ),

где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа;

φ - угол трения материала ножа о почву.

Сравнительный анализ заявленного изобретения с аналогом и прототипом позволил выявить ряд существенных отличительных признаков, образующих новую совокупность, не известную из «уровня техники», конкретно:

- на внутренней рабочей поверхности ротационных рабочих органов-ножей радиально установлены пластинчатые ножи, при этом их основания расположены по образующим рабочей поверхности ротационных почвообрабатывающих органов.

- пластинчатые ножи выполнены в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки, установленного острой кромкой с углом α₁ - вперед, при этом величина угла α₁ определяется по формуле

α₁≥90°-(ε+φ),

где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа;

φ - угол трения материала ножа о почву.

Предлагаемый лущильник ротационный представлен на фигурах 1-5:

фиг.1 лущильник ротационный, вид сверху;

фиг.2 - рабочий орган, вид сбоку;

фиг.3а - рабочий орган, вид спереди;

фиг.3б - разрез по Б - Б на фиг.3а;

фиг.4 - вид А на фиг.3б;

фиг.5 - технологическая схема работы ротационного почвообрабатывающего органа лущильника.

Лущильник ротационный состоит из рамы 1 (фиг.1), ротационных рабочих органов - ножей 2, закрепленных на ступицах 3 (фиг.2) со спицами 4 с возможностью вращения. При этом ротационные рабочие органы - ножи 2 установлены таким образом, что образуют угол атаки α (фиг.1) к направлению движения, угол наклона β (фиг.2, 4) к вертикали.

На внутренней рабочей поверхности ножей 2 радиально установлены пластинчатые ножи 5 (фиг.2).

При этом их основания расположены по образующим ПС (фиг.4) рабочей поверхности ротационных почвообрабатывающих органов.

Пластинчатые ножи 5 (фиг.1) выполнены в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки (фиг.4), установленного острой кромкой с углом α₁ - вперед.

При этом величина угла α₁ определяется по формуле:

α₁≥90°-(ε+φ),

где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа (фиг.4);

φ - угол трения материала ножа о почву.

Принцип работы лущильника ротационного заключается в следующем. При движении по полю каждый нож 2 (фиг.1, 5), закрепленный на ступицах 3 (фиг.2) со спицами 4 с возможностью вращения, за счет углов α и β, а также в результате взаимодействия режущей кромки 6 (фиг.4) с поверхностью поля, проникает в почву на глубину обработки и движется на этой глубине по направлению движения лущильника ротационного. При этом в результате воздействия сил трения со стороны обрабатываемого слоя почвы на рабочую поверхность 7 каждого ножа 2 (фиг.1, 4) возникает крутящий момент, заставляющий каждый нож 2 совершать вращательные движения. Получается скользящее резание почвы режущей кромкой 6 (фиг.4).

При вращении ротационного органа 2 (фиг.1, 5) пласты почвы 8 (фиг.5) отрезаются на отдельные куски пластинчатыми ножами 5 (фиг.2), вращаясь вместе с ними, поднимаются на некоторую высоту и при падении переворачиваются, заделывая в почву часть пожнивных остатков, вредителей и возбудителей болезней культурных растений и семян сорняков для провокации их к прорастанию.

Наличие на внутренней рабочей поверхности ротационных органов радиально установленных пластинчатых ножей, у которых основания расположены по образующим названной рабочей поверхности, создает условия для качественной обработки почвы разрезая пласт на отдельные куски, обеспечивая поднятие его на большую высоту по рабочей поверхности и оборота с заделкой части пожнивных остатков, вредителей и возбудителей болезней культурных растений и семян сорняков. А выполнение пластинчатых ножей в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки, установленного острой кромкой с углом α₁ - вперед, способствует повышению качества и уменьшению энергоемкости обработки почвы.

При этом для получения скользящего резания почвы по лезвию должно выполняться условие

α₁≥90°-(ε+φ),

где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа (фиг.4);

φ - угол трения материала ножа о почву.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1376959, A01B 35/28, 1988 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1496651, A01B 35/16, 1989 г.

3. Патент РФ №2331178, МПК A01B 79/00, 2008 г. - прототип.

Лущильник представляет собой почвообрабатывающее орудие, включающее раму и ротационные рабочие органы-ножи с рабочей поверхностью в виде усеченного конуса. Рабочие органы закреплены на ступицах со спицами с возможностью вращения. На внутренней рабочей поверхности ножей радиально установлены пластинчатые ножи. Основания пластинчатых ножей расположены по образующим рабочей поверхности ротационных почвообрабатывающих органов. Пластинчатые ножи выполнены в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки, и установлены острой кромкой с углом α₁ - вперед. Величина угла α₁ определяется по формуле: α₁≥90°-(ε+φ), где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа; φ - угол трения материала ножа о почву. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество обработки почвы, обеспечить уничтожение вредителей и возбудителей болезней культурных растений и семян сорняков. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Лущильник ротационный, представляющий собой почвообрабатывающее орудие, включающее раму, ротационные рабочие органы - ножи с рабочей поверхностью в виде усеченного конуса, закрепленные на ступицах со спицами с возможностью вращения, отличающийся тем, что на внутренней рабочей поверхности ножей радиально установлены пластинчатые ножи, при этом основания пластинчатых ножей расположены по образующим рабочей поверхности ротационных почвообрабатывающих органов.

2. Лущильник ротационный по п.1, отличающийся тем, что пластинчатые ножи выполнены в виде треугольника, имеющего двухстороннюю заточку режущей кромки, установлены острой кромкой с углом α₁ - вперед, при этом величина угла α₁ определяется по формуле: α₁≥90°-(ε+φ), где ε - задний угол резания ротационного почвообрабатывающего органа; φ - угол трения материала ножа о почву.