РАБОЧИЙ ОРГАН ДИСКОВОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 2016 года по МПК A01B23/06 A01B15/16 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к дисковым рабочим органам дискового почвообрабатывающего орудия для боронования почвы и лущения стерни.

Известны плоские дисковые рабочие органы, режущая кромка которых выполнена в виде гофр (патент RU 2201048, МПК A01B 15/16, 2003 г.).

При работе орудия фрагмент почвенного пласта периодически сжимается за счет постоянного изменения угла контакта гофры и почвы.

Недостатком устройства является деформация почвы ее сжатием, что приводит к повышенным энергетическим затратам.

Известны дисковые рабочие органы, представляющие собой круглый плоский диск с зубьями, образованными треугольными радиальными вырезами, выполненными равномерно по периферии, при этом к зубьям диска жестко прикреплены ножи с более мелкими треугольными зубьями, а зубья диска и зубья ножей поочередно отогнуты вправо и влево через один (патент RU 2425475, МПК A01B 23/06, 2011 г.).

При работе орудия фрагмент почвенного пласта сжимается, несмотря на наличие изогнутости как мелких зубьев, так и ножей, поскольку при внедрении в почву зубьев и ножей их рабочие поверхности не параллельны направлению движения.

Недостатком является также деформация почвы ее сжатием, что приводит к повышенным энергетическим затратам.

Наиболее близкими по выполнению являются дисковые сферические рабочие органы, режущая кромка которых выполнена в виде зубьев, при этом одна режущая кромка выполнена радиально, а другая - к первой под углом (а.с. SU №934929, МПК A01B 23/00, 1982 г.).

При работе устройства фрагмент почвенного пласта сжимается и изгибается за счет отсутствия изогнутости зубьев (лопастей).

Недостатком устройства является также деформация почвы ее сжатием, что приводит к повышенным энергетическим затратам.

Техническим результатом является возможность деформации почвы растяжением при работе дискового орудия, что приводит к снижению энергоемкости процесса почвообработки.

Технический результат достигается тем, что рабочий орган дискового почвообрабатывающего орудия выполнен в виде сферического диска с вырезами по его кромке, при этом периферическая кромка лопастей, образованных за счет вырезов, выполнена таким образом, что один ее конец изогнут внутрь сферы, а другой - к наружной стороне сферы.

В предпочтительном варианте вырезы выполнены клиновидными.

В предпочтительном варианте глубина выреза составляет 0,15…0,3 диаметра диска, а ширина выреза на периферии диска равна 0,7…1 ширины кромок лопастей.

В предпочтительном варианте вырезы выполнены таким образом, что боковые стороны лопасти образованы касательными к окружностям, концентричным к центру диска, при этом диаметры окружностей равны соответственно для одной стороны 0,25…0,35 диаметра диска, а для другой стороны 0,4…0,5 диаметра диска.

В предпочтительном варианте образованный за счет изогнутости периферической кромки диапазон угла между плоскостью вращения диска и периферической кромкой лопасти составляет 15…30°.

На фиг.1 представлен вид сверху дискового рабочего органа, где 1 - лопасть, 2 - вырез, 3 - концентрические окружности, 4 - касательные к концентрическим окружностям, 5 - периферическая кромка лопасти, 6 - боковые стороны лопасти.

На фиг. 2 представлен вид сбоку дискового рабочего органа, где 7 - ось диска, 8 - плоскость вращения диска, 9 - угол между плоскостью вращения и периферической кромкой лопасти.

Устройство работает следующим образом.

Диск устанавливается в почвообрабатывающей машине. При поступательном движении машины диски заглубляются в почву под действием веса машины и вращаются под действием сил трения и сопротивления почвы. При заглублении в почву лопасть диска образует трещину в пласте почвы и отрывает фрагмент почвенного пласта от основного массива. При выходе из почвы лопасть поднимает оторванный фрагмент почвенного пласта, который затем соскальзывает с ее поверхности под действием собственного веса и центробежной силы. Наличие вырезов обеспечивает меньшую длину линии резания и более легкое заглубление диска в почву. Изогнутость лопастей обеспечивает меньшее сжатие почвенного пласта и лучшие условия для отрывания фрагмента пласта от основного массива.

Ниже приведен пример осуществления изобретения.

Пример. Для обоснования эффективности предлагаемого технического решения был изготовлен рабочий орган со следующими характеристиками: диаметр диска - 660 мм, толщина диска - 8 мм, количество лопастей - 10, ширина выреза - 90 мм, глубина выреза - 170 мм, диаметры концентрических окружностей 165 мм и 264 мм (0,25 и 0,4 диаметра диска), угол изогнутости периферической кромки лопасти 17°. Было проведено сравнение некоторых технологических параметров работы изготовленного устройства с прототипом (а.с. SU №934929), содержащим сферический диск диаметром 660 мм, толщиной 8 мм, с треугольными вырезами. Условия, при которых производилось сравнение: тип и механический состав почвы - предкавказский суглинистый чернозем, стерня озимой пшеницы, почва сухая, уплотненная, плотность почвы 1,3…1,4. Твердость почвы не определялась. Сравнивались следующие параметры: глубина обработки при одинаковой нагрузке, степень крошения почвенного пласта при одинаковых углах установки диска относительно направления движения, тяговое сопротивление. Измерительные приборы: динамометр ДПУ-1, линейка ЛП-200, угломер, сито с ячейками 20 мм. Скорость обработки при эксперименте - 3…4 км/ч. Угол установки дисков относительно направления движения - 13°. Вертикальная нагрузка на диск - 75 кг.

Были получены следующие результаты:

- визуально наблюдалось меньшее сгруживание почвенного пласта в передней части диска у предлагаемого устройства по сравнению с прототипом; одновременно с этим наблюдалась большая высота подъема фрагментов почвы в задней части диска у предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, что свидетельствует о деформации почвы растяжением у предлагаемого устройства и о деформации почвы сжатием у прототипа;

- глубина обработки составила 7,5…9,5 см для прототипа и 8…10 см для предлагаемого устройства;

- степени крошения почвы после одного прохода составила для прототипа и предлагаемого устройства 41 и 45 процентов соответственно, после трех проходов 67 и 68 процентов соответственно;

- среднее тяговое сопротивление составило для прототипа и предлагаемого устройства 0,54 и 0,52 кН соответственно;

- также было замечено меньшее бочение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемая конструкция диска при работе почвообрабатывающего орудия обеспечивает деформацию почвы растяжением, что приводит к снижению тягового сопротивления, то есть уменьшению энергоемкости.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к рабочим органам дискового почвообрабатывающего орудия для боронования почвы и лущения стерни. Рабочий орган выполнен в виде сферического диска с вырезами по его кромке. Периферическая кромка лопастей, образованных за счет вырезов, выполнена таким образом, что один ее конец изогнут внутрь сферы, а другой - к наружной стороне сферы. Такое конструктивное выполнение позволит снизить энергоемкость процесса почвообработки за счет деформации почвы растяжением. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Рабочий орган дискового почвообрабатывающего орудия, характеризующийся тем, что он выполнен в виде сферического диска с вырезами по его кромке, при этом периферическая кромка лопастей, образованных за счет вырезов, выполнена таким образом, что один ее конец изогнут внутрь сферы, а другой к наружной стороне сферы.

2. Рабочий орган дискового почвообрабатывающего орудия по п.1, характеризующийся тем, что вырезы выполнены клиновидными.

3. абочий орган дискового почвообрабатывающего орудия по п.1, характеризующийся тем, что глубина выреза составляет 0,15…0,3 диаметра диска, а ширина выреза на периферии диска равна 0,7…1 ширины кромок лопастей.

4. Рабочий орган дискового почвообрабатывающего орудия по п.1, характеризующийся тем, что вырезы выполнены таким образом, что боковые стороны лопасти образованы касательными к окружностям, концентричным к центру диска, при этом диаметры окружностей равны соответственно для одной стороны 0,25…0,35 диаметра диска, а для другой стороны 0,4…0,5 диаметра диска.

5. Рабочий орган дискового почвообрабатывающего орудия по п.1, характеризующийся тем, что образованный за счет изогнутости периферической кромки диапазон угла между плоскостью вращения диска и периферической кромкой лопасти составляет 15…30°.