РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 2012 года по МПК A01B35/26 A01B35/28 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к средствам механизации сельскохозяйственного производства, а именно в качестве рабочего органа культиваторов для поверхностной обработки почвы, насыщенной сорной растительностью.

Известен рабочий орган культиватора, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части и сопряженную с ней плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, в котором снабженная пяткой нижняя часть стойки сопряжена с упругим элементом, удаленные концы которого размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы, причем на удаленных концах упругого элемента выполнены окна с установленными в них фиксаторами ниш; фронтальная часть упругого элемента снабжена режущей кромкой; упругий элемент и плоскорежущая лапа выполнены из разнокачественных материалов, упругий элемент выполнен плоским; упругий элемент выполнен с изогнутой вниз по отношению к удаленным концам полкой; удаленные концы упругого элемента выполнены фигурными; ниши крыльев плоскорежущей лапы выполнены в виде двух оппозитно размещенных усеченных неравнобоких четырехугольных пирамид, основания которых совмещены с нижней плоскостью плоскорежущей лапы, а одна из боковых граней, образованная локальным срезом части крыла, параллельной заднему обрезу и смещенной от него на величину опорной площадки, образует щель для размещения удаленного конца упругого элемента; фиксаторы выполнены в виде локальных выпуклостей на верхних основаниях усеченных пирамид и направлены выступающими частями к нижней плоскости плоскорежущей лапы; пятка стойки соединена с упругим элементом посредством заклепок; пятка снабжена лезвием, смещенным назад относительно режущей кромки упругой пластины; передняя и задняя кромки плоскорежущей лапы выполнены по конгруэнтным линиям (патент RU №2104624).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся неудовлетворительное качество крошения и неполное подрезание сорной растительности.

Известна плоскорежущая лапа, включающая стойку, на которой закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, в которой плоскорежущая лапа снабжена скалывающими уступами и со смещением назад от режущей кромки лапы; скалывающий элемент выполнен в виде призмы, одна из боковых граней которой ортогональна к верхней плоскости лапы и к направлению ее движения, а высота призмы больше или равна толщине стрельчатой плоскорежущей лапы (патент RU №2105446).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся неполное подрезание корней сорняков крыльями плоскорежущей лапы, обволакивание стойки растительными остатками.

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, при этом 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 стойки сопряжена посредством паза и зафиксирована в нем посредством клина, изменение угла заточки рабочей кромки по высоте стойки описано уравнением второго порядка вида h_c ²=2ρi, где h_c - высота стойки, мм; i - угол заточки; ρ - фокальный параметр параболы, а изменение угла заточки режущей кромки крыла лапы описано уравнением прямой вида i=-(Ab_π+C)/B, где i - угол заточки; b_π - длина крыла лапы от стойки до свободного конца, мм; A, B, C - коэффициенты пропорциональности, полученные на основе экспериментальных данных (патент RU №2105446).

К недостаткам данного рабочего органа относятся низкая надежность работы, обволакивание стойки и лапы растительными остатками, сложность изготовления и технического обслуживания.

Известен рабочий орган для поверхностной обработки почвы, содержащий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, на котором шарнирно и с возможностью колебаний в продольной вертикальной плоскости установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой, при этом стойка выполнена отклоненной назад под углом трения движения материала стойки о почву и сопряжена в верхней части с вертикальным хвостовиком по радиусу, а в нижней части - со стрельчатой плоскорежущей лапой, передняя часть стойки имеет заострение под углом, обеспечивающим перерезание сорняков и сдвиг их к плоскости стрельчатой лапы, стрельчатая лапа установлена под углом подъема к горизонтальной плоскости, обеспечивающим рыхление почвы без выноса нижних влажных слоев на поверхность, и имеет угол раствора меньше двойного угла трения движения материала лапы о почву, а вертикальный хвостовик установлен в продольном брусе с помощью цилиндрической головки и зафиксирован пальцем, причем верхняя часть вертикального хвостовика зафиксирована между пружинами сжатия, установленными в проточке продольного бруса (патент RU №2379865).

К недостаткам данного рабочего органа относятся обволакивание стойки и лапы растительными остатками и отсутствие возможности самоочищения крыльев лапы при работе.

Данный рабочий орган принят в качестве ближайшего аналога.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества обработки эрозионно опасных почв с сильной сорной растительностью, предотвращение обволакивания стойки и лапы растительными остатками.

Технический результат - создание мульчирующего слоя в верхнем горизонте агрономически ценными почвенными фракциями, полное механическое уничтожение сорняков, качественная обработка верхнего слоя с посевным ложем при обработке паров и полей для посева теплолюбивых культур, исключение выноса эрозионно опасных частичек почвы вместе с влажным нижним слоем.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе для поверхностной обработки почвы, содержащем раму с присоединенным к ней продольным брусом, на котором шарнирно с возможностью колебаний в продольной горизонтальной плоскости установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой, согласно изобретению стойка выполнена комбинированной, состоит из плоского ножа с передней режущей кромкой, выполненной под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку, имеющую заточку, причем заточка выполнена с левой стороны, а с правой стороны имеется наплавка твердым износостойким сплавом, плоский нож закреплен к державке, установленной шарнирно в продольном брусе с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, державка имеет головку с рычагом, зафиксированным между пружинами сжатия, к плоскому ножу стойки закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с углом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность, угол раствора лап γ принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы, глубина обработки «а» не должна превышать высоты передней режущей кромки плоского ножа, режущая кромка лезвия стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки.

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

Конструкция рабочего органа поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен рабочий орган - вид сбоку.

На фиг.2 - то же, вид сверху.

Рабочий орган для поверхностной обработки почвы включает продольный брус 1, на котором шарнирно с возможностью колебаний в продольной горизонтальной плоскости с помощью державки 2, плоского ножа 3 установлена стрельчатая плоскорежущая лапа 4. Державка 2 имеет головку 5 с рычагом 6, конец которого зафиксирован между пружинами 7 сжатия. Плоский нож 3 в передней части имеет режущую кромку 8, заточенную с левой стороны и наплавленную твердым сплавом с правой стороны. Передняя режущая кромка 8 выполнена под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку. Стрельчатая лапа 4 выполнена с учетом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность. Угол γ раствора лап принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы.

Глубина обработки «а» рабочим органом не должна превышать высоты передней режущей кромки 8. Режущая кромка 9 лезвия стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки.

Рабочий орган для поверхностной обработки почвы работает следующим образом.

При установившемся движении при обработке почвы, насыщенной сорняками, первой в работу вступает наклонная к горизонту под углом φ передняя режущая кромка 8.

Стебель и корни сорной растительности за счет угла наклона лезвия и поступательного перемещения рабочего органа скользят сверху вниз из-за отсутствия опоры для резания. При достижении поверхности поля стебель притормаживается. За счет силы инерции покоя и трения о поверхность верхнего сухого слоя почвы стебель приобретает упругую опору и разрезается режущей кромкой 8 на две равные или неравные части. В случае нависания корней сорняков или посторонних предметов последние за счет угла наклона режущей кромки 8 к горизонту увлекаются в нижние слои почвы и попадают под воздействие стрельчатой плоскорежущей лапы 4, перерезаются их режущими лезвиями и размещаются в разрыхленном слое почвы для перегнивания и улучшения структуры почвы. При обволакивании лезвия стрельчатой лапы 4 сорняками или посторонними предметами усилие на лезвии возрастает и лапа 4 поворачивается в продольной горизонтальной плоскости, угол γ уменьшается и лезвие 9 освобождается от сорняка или постороннего предмета. Пружины 7 через рычаг 6 возвращают лапу в исходное положение. При работе стрельчатая лапа будет совершать колебания постоянно, что предотвращает обволакивание рабочего органа растительными остатками, повышает качество крошения, полное механическое уничтожение сорняков, а односторонняя заточка режущей кромки ножа 3 и лап 4 с наплавкой твердым износостойким сплавом другой стороны обеспечивает самозатачивание лезвий, полное уничтожение сорняков и качественную обработку верхнего слоя почвы.

Рабочий орган содержит раму с присоединенным к ней продольным брусом. На брусе шарнирно с возможностью колебаний установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой. Стойка выполнена комбинированной и состоит из плоского ножа с передней режущей кромкой и державки. Передняя режущая кромка плоского ножа выполнена под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку. Режущая кромка ножа имеет заточку с левой стороны, а с правой стороны - наплавку твердым износостойким сплавом. Плоский нож закреплен к державке, установленный шарнирно в продольном брусе с возможностью колебания в горизонтальной плоскости. Державка имеет головку с рычагом, зафиксированным между пружинами сжатия. К плоскому ножу стойки закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с углом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность. Угол γ раствора лап принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы. Глубина «а» обработки не должна превышать высоты передней режущей кромки плоского ножа. Режущая кромка лезвий стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки. Такое конструктивное выполнение позволит обеспечить создание в верхнем горизонте мульчирующего слоя из агрономически ценных почвенных фракций, полное механическое уничтожение сорняков, качественную обработку верхнего слоя почвы, исключение выноса на поверхность поля эрозионно опасных частиц и нижнего влажного слоя. 2 ил.

Рабочий орган для поверхностной обработки почвы, содержащий раму с присоединенным к ней продольным брусом, на котором шарнирно с возможностью колебаний установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой, отличающийся тем, что стойка выполнена комбинированной, состоящей из плоского ножа с передней режущей кромкой, выполненной под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку, имеющую заточку с левой стороны, а с правой стороны имеется наплавка твердым износостойким сплавом, плоский нож закреплен к державке, установленный шарнирно в продольном брусе с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, державка имеет головку с рычагом, зафиксированным между пружинами сжатия, к плоскому ножу стойки закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с углом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность, угол γ раствора лап принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы, глубина «а» обработки не должна превышать высоты передней режущей кромки плоского ножа, режущая кромка лезвий стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки.