РОТАЦИОННЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 2024 года по МПК A01B21/04 A01B35/16 A01B23/02 A01B39/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к конструкциям рабочих органов для поверхностной обработки почвы.

Известен ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащего диск с размещенными на нем иглами, выполненными из пружинной стали. При этом на конце каждой иглы, обращенном к центру диска, изготовлено колено, которое вставляется в соответствующее фиксирующее отверстие диска. Причем колено в месте сопряжения со стержнем иглы расположено под прямым углом к ее оси и под углом 90°≤у≤135° к плоскости, проходящей через рабочую часть иглы, а длина колена больше толщины диска, а диаметр каждого фиксирующего отверстия в диске на 0,5-1 мм больше диаметра колена иглы, помимо прочего у периферии диска каждая игла зафиксирована хомутом [Патент RU 2585079 C1, А01 В 21/04 (2006.01), А01 В 23/02 (2006.01) 2016 - аналог].

Недостатком данного рабочего органа является сложность конструкции связанная с изготовлением большого количества отверстий для крепления колен игл и крепежа.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащего диск с выполненными из пружинной стали иглами, на конце каждой из которых, обращенном к центру диска, изготовлено под прямым углом к ее оси колено, вставленное в соответствующее фиксирующее отверстие диск, которое имеет каплевидную форму, а их оси симметрии сонаправлены с осями стержней игл, соединяющих колена игл с их рабочими частями, при этом на каждом диске объемными прижимами попарно закреплено не менее 14 игл диаметром от 8 до 16 мм, размещенные с двух сторон диска, причем на периферийных концах игл выполнена односторонняя заточка с затылочным углом 16...24°, а сами периферийные участки игл имеют длину не менее 50 мм, при общей длине иглы 200 мм и отогнуты от радиального направления на угол от 0 до 45°.

Недостатком данного рабочего органа является незначительная ширина поверхности обработки почвы, что существенно снижает качество обрабатываемой поверхности поля по ширине агрегата.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение качественной обработки почвы в сочетании с высокой технической надежностью.

Поставленная задача достигается тем, что в ротационном рабочем органе почвообрабатывающего орудия, содержащим диск с выполненными из пружинной стали иглами, на конце каждой из которых, обращенном к центру диска, изготовлено под прямым углом к ее оси колено, вставленное в соответствующее фиксирующее отверстие диска, которое имеет каплевидную форму, а их оси симметрии сонаправлены с осями стержней игл, соединяющих колена игл с их рабочими частями, при этом на каждом диске объемными прижимами попарно закреплено не менее игл, где диаметром от 8 до 16 мм, размещенные с двух сторон диска, причем на периферийных концах игл выполнена односторонняя заточка с затылочным углом 16...24°, а сами периферийные участки игл имеют длину не менее 50 мм, при общей длине иглы 200 мм и отогнуты от радиального направления на угол от 0 до 45°. При этом на каждом диске объемными прижимами попарно закрепленные иглы, расположены поочередно с каждой стороны диска, а рабочие периферийные прямые участки одной из игл пары дополнительно отогнуты в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол, определяемой по формуле:

,

где – диаметр иглы, мм;

– длина периферийного прямого участка иглы, мм,

диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, устанавливается по зависимости:

,

где – диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, мм (фиг.1);

– коэффициент запаса прочности стенок каплевидных отверстий при напряжениях смятия, ;

– количество игл, установленных на диске, шт.;

– диаметр иглы, мм (фиг. 2);

а внешний диаметр диска рассчитывают по выражению:

,

где – внешний диаметр диска, мм (фиг. 1);

– коэффициент, учитывающий выступ нерабочего прямого участка длины иглы за пределы внешнего диаметра диска, ;

– общая длина иглы, мм (фиг. 2);

– длина рабочего периферийного прямого участка иглы, мм (фиг. 2);

Кроме того, иглы, дополнительно отогнутые в направлении противоположном направлению изгиба колена, установлены и закреплены объемными прижимами вторыми по ходу движения агрегата.

Предлагаемое изобретение поясняется иллюстрациями.

На фиг. 1 представлен внешний вид предлагаемого ротационного рабочего органа почвообрабатывающего орудия; на фиг. 2 – одна из игл пары, установленной с одной и другой сторон диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , вид спереди; на фиг. 3 – одна из игл пары, установленной с одной и другой сторон диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , вид сверху; на фиг. 4 – вторая игла пары, установленная с одной стороны диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , и дополнительно изогнута в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , вид спереди; на фиг. 5 – вторая игла пары, установленная с одной стороны диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , и дополнительно изогнута в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , вид сверху; на фиг. 6 – вторая игла пары, установленная со второй стороны диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , и дополнительно отогнута в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , вид спереди; на фиг. 7 – вторая игла пары, установленная со второй стороны диска предложенного ротационного рабочего органа, периферийная прямая часть, которой отогнута в радиальном направлении на угол , и дополнительно отогнута в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , вид сверху.

Предложенный ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия (фиг. 1) содержит диск 1, в отверстия каплевидной формы 2 которого объемными прижимами 3 попарно закреплены иглы 4, 5 и 4, 6, расположенные поочередно с каждой стороны диска 1. Рабочие периферийные прямые участки 7 игл 4, 5, 6 (фиг. 2, 4, 6) имеют одностороннюю заточку с затылочным углом от 16° до 24° и отогнуты от радиального направления на угол от 0° до 45°. При этом рабочие периферийные прямые участки 7 игл 5 и 6 (фиг. 6, 7) дополнительно отогнуты в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , который определяется по формуле:

,

где – диаметр игл 4, 5 и 6, мм;

– длина периферийного прямого участка игл 4, 5 и 6, мм.

Для сохранения количества нанесения уколов при увеличении ширины обрабатываемой поверхности почвы, обеспечивающее качество поверхностной обработки в части борьбы с сорняками необходимо, чтобы число игл 4, 5, 6, диаметром от 8 до 16 мм, установленных на диске 1, составляло не менее , где . Увеличение количества закрепленных игл 4, 5, 6 и одновременного обеспечения сочетания достаточной их прочности с рациональной металлоемкостью рабочего органа в различных условиях работы возможно, когда диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий 2 для установки колен игл 4, 5, 6, будет определен по зависимости:

,

где – диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, мм (фиг.1);

– коэффициент запаса прочности стенок каплевидных отверстий при напряжениях смятия, ;

– количество игл 4, 5, 6, установленных на диске 1, шт.;

– диаметр игл 4, 5, 6, мм (фиг. 2);

а внешний диаметр диска рассчитан по выражению:

,

где – внешний диаметр диска 1, мм (фиг. 1);

– коэффициент, учитывающий выступ нерабочего прямого участка длины игл за пределы внешнего диаметра диска, ;

– общая длина игл 4, 5, 6, мм (фиг. 2);

Кроме того, иглы 5 и 6, периферийные прямые участки 7 которых дополнительно отогнуты в направлении противоположном направлению изгиба колена, должны быть установлены на диске 1 и закреплены объемными прижимами 3 вторыми по ходу движения агрегата (фиг.8).

Такой ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия представляет собой одностороннею игольчатую культиваторную лапу вращательного действия.

При движении почвообрабатывающего орудия по полю иглы 4, 5, 6 (фиг.1) заглубляются в почву на глубину до 14 см, разрыхляя ее верхний слой, разрушая почвенную корку и уничтожая сорные растения, не травмируя культурные растения. Рабочие периферийные прямые участки 7 игл 4, установленные поочередно с каждой стороны диска 1 и закрепленные прижимами 3 первыми, при движении агрегата разрушают почвенную корку по поверхности поля по ширине обработки, равной диаметру игл 4. При этом все иглы 4, установленные с одной стороны диска 1, перемещаются по одной траектории. Рабочие периферийные прямые участки 7 игл 5 и 6, установленные также поочередно с каждой стороны диска 1 и закрепленные прижимами 3 вторыми, имеющие изгиб в направлении противоположном направлению изгиба колена на угол , при движении агрегата будут разрушать почвенную кромку поверхности по другой траектории, чем иглы 4. В этом случае ширина обработки поверхности почвы будет увеличена 2 раза. Угол отгиба рабочего периферийного прямого участка игл 5 и 6 в направлении противоположном направлению изгиба колена рассчитан исходя из условия сплошной обработки поверхности почвы с каждой стороны диска 1 рабочего органа почвообрабатывающего орудия.

В результате увеличивается ширина поверхностной обработки почвы и повышается качество борьбы с сорняками.

Расчеты показывают (таблица 1), что при незначительных изменениях угла от значения 45° можно оптимизировать размер внешнего диаметра , который для приведенного в таблице 1 ряда – количества игл, установленных на диске 1, будет практически одинаковым. Это свидетельствует о технологичности предлагаемого технического решения и возможности использования увеличенного количества игл, устанавливаемых на диске 1

Таблица 1 – Расчетные значения диаметров и в зависимости от количества игл , установленных на диске, и угла

k1 dигл z π d0 k2 l2 l1 β d1 2,25 12 16 3,14 137,5796 0,82 200 50 46,3 329,4339 2,25 12 18 3,14 154,7771 0,82 200 50 45,7 324,7786 2,25 12 20 3,14 171,9745 0,82 200 50 45,3 325,7081 2,25 12 22 3,14 189,172 0,82 200 50 44,8 325,1321 2,25 12 24 3,14 206,3694 0,82 200 50 44 329,3759

Использование предлагаемого рабочего органа почвообрабатывающего орудия позволит разрушать поверхностный слой почвы, мульчировать ее и уничтожать нитевидные корни сорняков по всей ширине рабочего органа, что позволит обеспечить качество поверхностной обработки почвы и высокой надежность функционирования агрегата. Увеличение ширины поверхностной обработки участков поля одним диском приведет к интенсификации процесса борьбы с сорными растениями.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия содержит диск с выполненными из пружинной стали иглами. На конце каждой из иглы, обращенном к центру диска, изготовлено под прямым углом к ее оси колено, вставленное в соответствующее фиксирующее отверстие диска, которое имеет каплевидную форму, а их оси симметрии сонаправлены с осями стержней игл, соединяющих колена игл с их рабочими частями. На каждом диске объемными прижимами попарно закреплено не менее игл, где диаметром от 8 до 16 мм, размещенных с двух сторон диска. На периферийных концах игл выполнена односторонняя заточка с затылочным углом 16...24°. Периферийные участки игл имеют длину не менее 50 мм, при общей длине иглы 200 мм, и отогнуты от радиального направления на угол от 0 до 45°. На каждом диске объемными прижимами попарно закрепленные иглы расположены поочередно с каждой стороны диска. Рабочие периферийные прямые участки одной из игл пары дополнительно отогнуты в направлении, противоположном направлению изгиба колена на угол, определяемый по формуле: , где – диаметр иглы, мм; – длина периферийного прямого участка иглы, мм. Диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, устанавливается по зависимости: , где – диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, мм; – коэффициент запаса прочности стенок каплевидных отверстий при напряжениях смятия, ; – количество игл, установленных на диске, шт.; – диаметр иглы, мм. Внешний диаметр диска рассчитывают по выражению: , где – внешний диаметр диска, мм; – коэффициент, учитывающий выступ нерабочего прямого участка длины иглы за пределы внешнего диаметра диска, ; – общая длина иглы, мм. Обеспечивается качественная обработка почвы в сочетании с высокой технической надежностью. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий диск с выполненными из пружинной стали иглами, на конце каждой из которых, обращенном к центру диска, изготовлено под прямым углом к ее оси колено, вставленное в соответствующее фиксирующее отверстие диска, которое имеет каплевидную форму, а их оси симметрии сонаправлены с осями стержней игл, соединяющих колена игл с их рабочими частями, при этом на каждом диске объемными прижимами попарно закреплено не менее игл, где диаметром от 8 до 16 мм, размещенных с двух сторон диска, причем на периферийных концах игл выполнена односторонняя заточка с затылочным углом 16...24°, а сами периферийные участки игл имеют длину не менее 50 мм, при общей длине иглы 200 мм, и отогнуты от радиального направления на угол от 0 до 45°, отличающийся тем, что на каждом диске объемными прижимами попарно закрепленные иглы расположены поочередно с каждой стороны диска, при этом рабочие периферийные прямые участки одной из игл пары дополнительно отогнуты в направлении, противоположном направлению изгиба колена на угол, определяемый по формуле:

,

где – диаметр иглы, мм;

– длина периферийного прямого участка иглы, мм,

диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, устанавливается по зависимости:

,

где – диаметр окружности, проходящей через центры фиксирующих каплевидных отверстий для установки колен игл, мм;

– коэффициент запаса прочности стенок каплевидных отверстий при напряжениях смятия, ;

– количество игл, установленных на диске, шт.;

– диаметр иглы, мм;

а внешний диаметр диска рассчитывают по выражению:

,

где – внешний диаметр диска, мм;

– коэффициент, учитывающий выступ нерабочего прямого участка длины иглы за пределы внешнего диаметра диска, ;

– общая длина иглы, мм.

2. Ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия по п. 1, отличающийся тем, что иглы, дополнительно отогнутые в направлении, противоположном направлению изгиба колена, установлены и закреплены объемными прижимами, вторыми по ходу движения агрегата.