УСТРОЙСТВО ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВНУТРИПОЧВЕННОГО РЫХЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для ротационного рыхления и перемешивания внутренних слоев почвы.

Известны рабочие органы для обработки почв, имеющие внутрипочвенный фрезерователь с почвенными фрезами, установленными на его валу, например, используемые в машинах: ПМС-70; ПМС-100; ПМС-100М; ФС-1,3; МСП-2 и др. (SU №442759, А01 В 49/02, 1974; инф. л. СК ЦНТИ, Ростов-Дон, №№101-74, 43-75, 101-76; RU №2273120, А01В 33/02).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является рабочий орган почвообрабатывающей фрезы, включающий закрепленный на валу внутрипочвенного фрезерователя диск, снабженный криволинейными стойками, к которым поочередно закреплены режущие и отвальные лево- и правооборачивающие элементы (свидетельство СССР №506339. БИ №10, 15.03.76).

В данном устройстве имеются следующие недостатки:

- высокое тяговое сопротивление устройства, поскольку для установки почвенных фрез, выполненных цельными, на валу внутрипочвенного фрезерователя используются дистанционные втулки большего, чем вал диаметра; лево- и правооборачивающие отвальные элементы почвообрабатывающей фрезы, выступающие за плоскость фрезы, увеличивают приведенное лобовое сечение внутрипочвенного фрезерователя;

- высокая энергоемкость, т.к. лево- и правооборачивающие отвальные элементы почвообрабатывающей фрезы обусловливают повышенное сопротивление перемещению в почве крайних фрез вала, поскольку левооборачивающий отвальный элемент на левом конце вала фрезерователя и правооборачивающий отвальный элемент на его правом конце перемещаются с высокой нагрузкой в необработанной фрезой почве, которая при этом не рыхлится, а, наоборот, уплотняется вглубь забоя отвальными элементами; в процессе обработки локальные объемы почвы в забое под воздействием лево- и правооборачивающих отвальных элементов почвообрабатывающей фрезы возвратно-поступательно перемещаются в направлении вала фрезерователя;

- низкая надежность, обусловленная высоким тяговым сопротивлением, высокой энергоемкостью устройства, высокой нагрузкой на рыхлящие элементы и, следовательно, кинематические элементы привода.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является создание условий, при которых обеспечивается снижение тягового сопротивления при внутрипочвенной ротационной обработке, энергоемкости, повышение надежности кинематических элементов привода устройства для внутрипочвенного ротационного фрезерования.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании изобретения, является создание возможности производить при движении фрезерователя в почве фрезерование ее внутренних слоев, разуплотняя и перемешивая их между собой с высокой надежностью и меньшими затратами энергии.

Для решения поставленной технической задачи предлагаемая фреза для ротационного внутрипочвенного рыхления с устройством ее позиционирования, установленная на выполненном с консолями валу горизонтального внутрипочвенного фрезерователя, расположенного перпендикулярно направлению движения рыхлителя, механически связанного с двумя ротационными щелерезами, расположенными вертикально симметрично вдоль хода движения устройства, снабжена полуфрезами, снабженными режущими зубьями, каждый из которых направлен от вала фрезерователя и отклонен на разный угол относительно плоскости фрезы, отверстиями для болтового соединения и пазом шпоночного соединения, выполненными на внутренней цилиндрической опорной поверхности полуфрезы вдоль оси цилиндрического отверстия, для установки фрезы на вал фрезерователя, имеющий длину меньше толщины фрезы,

полуфрезами, выполненными в двух вариантах так, что режущие кромки ее зубьев в каждом из двух вариантов скошены, соответственно, вправо или влево относительно плоскости и направления вращения фрезы,

- устройством позиционирования почвенной фрезы на валу фрезерователя, выполненным в виде болтового и шпоночного соединения шпоночных пазов фрезы и соответствующих пазов, выполненных на валу фрезерователя, с подбором левых (правых) полуфрез так, что скошенные режущие кромки зубьев фрезы сориентированы в сторону ближайшего ротационного щелереза, образуя винтовую поверхность, - устройством позиционирования почвенной фрезы, посредством которого фрезу устанавливают на вал фрезерователя, выполненным в виде болтового и шпоночного соединения шпоночных пазов фрезы и соответствующих пазов, выполненных на валу фрезерователя, левыми (правыми) полуфрезами, которые устанавливают на вал фрезерователя так, что скошенные режущие кромки зубьев фрезы образуют винтовую поверхность, которую ориентируют в сторону ближайшего ротационного щелереза.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами: на фиг.1 показан ротационный внутрипочвенный рыхлитель с фрезами на валу фрезерователя, вид сбоку; на фиг.2 - сечение вида спереди правой по ходу части ротационного внутрипочвенного рыхлителя с фрезами на валу фрезерователя; на фиг.3 - вид А на фиг.2.

Фреза для ротационного внутрипочвенного рыхления с устройством ее позиционирования 1 установлена на валу фрезерователя 2, выполненного симметрично устройства для ротационного внутрипочвенного рыхления. С левой и с правой стороны рамы устройства для ротационного внутрипочвенного рыхления установлены ротационные щелерезы 3, снабженные приводом вала фрезерователя 2. Почвенная фреза 1 состоит из двух полуфрез 4. Полуфрезы 4 установлены на вал фрезерователя 2 посредством устройства позиционирования фрезы 1, которое выполнено в виде болтового 5 и шпоночного соединения 6.

Предлагаемая фреза для ротационного внутрипочвенного рыхления с устройством ее позиционирования работает следующим образом.

При движении агрегата по полю крутящий момент передается посредством привода ротационного щелереза 3 к валу фрезерователя 2 и почвенным фрезам 1, которые производят ротационное рыхление и перемешивание почвы.

Почву дополнительно перемешивают в направлении вала фрезерователя в процессе внутрипочвенного фрезерования за счет винтового левого (правого) расположения режущих кромок зубьев фрезы, сориентированных в сторону ближайшего ротационного щелереза, интегрированно сместив ее влево (вправо) вдоль забоя в соответствующей зоне в процессе ее фрезерования посредством винтового движения от плоскости фрезы. Этим исключают приводящее к повышению энергоемкости процесса обработки возвратно-поступательное перемешивание локальных объемов почвы в забое.

Почва, смещаемая фрезой, расположенной непосредственно возле ротационного щелереза, частично разгружается в образованную ротационным щелерезом щель, без уплотнения за счет смещения.

Фрезы, расположенные в крайних позициях консолей вала, а также посередине вала извлекают почву из глубины забоя, что предотвращает уплотнение почвы в забое за счет перемещения в сторону необработанного слоя (фрезы в крайних позициях вала) или встречного движения почвы от смежных фрез (посередине вала).

Достигается возможность снизить приведенное лобовое сечение внутрипочвенного фрезерователя за счет исключения из технического решения лево- и правооборачивающих отвальных элементов почвообрабатывающей фрезы.

Использование новых элементов в виде полуфрез 4, устройства позиционирования фрезы 1 на валу фрезерователя 2 в виде болтового 5 и шпоночного 6 соединения позволяет производить при движении фрезерователя в почве фрезерование ее внутренних слоев, разуплотняя и перемешивая их между собой с высокой надежностью и меньшими затратами энергии, т.к. создается возможность:

- снизить тяговое сопротивление устройства, поскольку почвенная фреза устанавливается на вал фрезерователя без дистанционных втулок большего, чем вал диаметра, посредством болтового и шпоночного соединения паза вала фрезерователя и паза шпоночного соединения фрезы, поскольку паз шпоночного соединения фрезы, выполненный вдоль оси вала фрезы на цилиндрической опорной поверхности половины фрезы, имеет длину меньше толщины фрезы;

- снизить энергоемкость процесса обработки при перемешивании почвы в направлении вала фрезерователя в процессе внутрипочвенного фрезерования, поскольку почвенная фреза устанавливается на вал фрезерователя так, что винтовая поверхность, образованная скошенными зубьями фрезы, направлена в сторону ближайшего ротационного щелереза. За счет этого взрыхленная почва перемешивается почвенными фрезами не только вдоль направления движения устройства, но при этом одновременно путем интегрированного смещения почвы по горизонтали из глубины забоя вдоль вала фрезерователя в сторону ближайшего ротационного щелереза без использования оказывающих повышенное тяговое сопротивление лево- и правооборачивающих отвальных элементов почвообрабатывающей фрезы;

- повысить надежность устройства для ротационного внутрипочвенного рыхления, на котором установлена фреза для ротационного внутрипочвенного рыхления с устройством ее позиционирования, снизив его тяговое сопротивление, энергоемкость, нагрузку на рыхлящие элементы и кинематические элементы привода.

Устройство включает фрезы, установленные на выполненном с консолями валу горизонтального внутрипочвенного фрезерователя. Вал фрезерователя расположен перпендикулярно направлению движения устройства и механически связан с двумя ротационными щелерезами. Щелерезы расположены вертикально симметрично вдоль направления движения устройства. Каждая фреза выполнена в виде смонтированных на валу фрезерователя полуфрез с режущими зубьями. Зубья направлены от вала фрезерователя и отклонены на разные углы. Режущие кромки зубьев полуфрез скошены вправо или влево относительно плоскости и направления вращения фрезы. Левые или правые полуфрезы установлены на валу фрезерователя так, что скошенные режущие кромки зубьев фрез образуют винтовую поверхность, ориентированную в сторону ближайшего ротационного щелереза. Для позиционирования фрез на валу фрезерователя полуфрезы имеют отверстия для болтового соединения и паз шпоночного соединения, длина которого меньше толщины фрезы. Паз шпоночного соединения выполнен на внутренней цилиндрической опорной поверхности каждой фрезы вдоль оси цилиндрического отверстия для установки фрезы на валу фрезерователя, имеющем соответствующие пазы. Такое конструктивное выполнение позволит снизить тяговое сопротивление и энергоемкость, повысить надежность устройства. 3 ил.

Устройство для ротационного внутрипочвенного рыхления, включающее фрезы, установленные на выполненном с консолями валу горизонтального внутрипочвенного фрезерователя, расположенном перпендикулярно направлению движения рыхлителя, механически связанном с двумя ротационными щелерезами, расположенными вертикально симметрично вдоль направления движения устройства, отличающееся тем, что каждая фреза выполнена в виде смонтированных на валу фрезерователя полуфрез с режущими зубьями, направленными от вала фрезерователя и отклоненными на разные углы, причем режущие кромки зубьев полуфрез скошены вправо или влево относительно плоскости и направления вращения фрезы, при этом левые или правые полуфрезы установлены на валу фрезерователя так, что скошенные режущие кромки зубьев фрезы образуют винтовую поверхность, ориентированную в сторону ближайшего ротационного щелереза, причем для позиционирования фрез на валу фрезерователя полуфрезы имеют отверстия для болтового соединения и паз шпоночного соединения, длина которого меньше толщины фрезы, выполненный на внутренней цилиндрической опорной поверхности каждой полуфрезы вдоль оси цилиндрического отверстия для установки фрезы на валу фрезерователя, имеющем соответствующие пазы.