Почвообрабатывающее орудие Российский патент 2024 года по МПК A01B35/20 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной (сплошной) поверхностной обработки почвы, и может быть использовано для снижения тягового сопротивления при глубоком рыхлении почв, насыщенных растительными и корневыми остатками, в том числе и на полях с множеством участков уплотненных почв, не пропускающих влагу атмосферных осадков.

Среди известных конструкций машин, применяемых в почвозащитной системе земледелия, способствующих предупреждению эрозионных процессов, уменьшению распыления и уплотнению почвы и сохранению ее плодородия, в качестве аналогов можно привести семейство культиваторов-плоскорезов "КПГ - 250", "КПГ - 2 - 150", "КПГ - 2,2", "ПГ-3-5", КПШ - 9, плоскорезов-щелевателей "ПЩ-3", "ПЩ-4", а также различные конструкции чизельных плугов, культиваторов и комбинированных агрегатов, использующих в комбинации друг с другом дисковые и игольчатые бороны, катки, чизели, щелеватели, кротователи и прочие рабочие органы.

Известен вибрационный глубокорыхлитель, включающий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, рыхлительный рабочий орган с вертикальной стойкой, закрепленный на раме вибратор и двухзвенный упругий элемент, при этом тяга вибратора установлена с возможностью изменения величины угла между ней и стойкой рабочего органа.

Недостатком данного вибрационного глубокорыхлителя является сложность конструкции, использование вибратора в виде подвешенного груза создает дополнительные нагрузки на шарнирные соединения, что снижает надежность и долговечность орудия, осуществление колебаний лишь в одной продольной плоскости (SU, авторское свидетельство, №1565363).

Известно почвообрабатывающее орудие, включающее лапу - сошник с механизмом копирования рельефа почвы, выполненного в виде пружинно-упругого демпфера и закрепленного на раме корпуса с вертикальными направляющими и взаимодействующими с ними двумя парами роликов. Недостатком данного рабочего органа почвообрабатывающего орудия является то, что рабочий орган громоздок, занимает много места на раме орудия, не обеспечивает равномерность глубины обработки, т.к. колебания рабочего органа происходят в вертикальной плоскости, происходит так называемый "захват колебаний", когда колебания рамы накладываются на колебания рабочего органа (SU, авторское свидетельство, №1501940).

Более близким аналогом к решаемой проблеме является известное почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, закрепленные на раме рамки с установленными на них рабочими органами для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, при этом рабочие органы закреплены к рамкам посредством вертикального шарнира и упругих элементов, обеспечивающих возможность автоколебаний рабочих органов в поперечной плоскости, а рамки рабочих органов закреплены к раме орудия при помощи упругих элементов, обеспечивающих возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, упругие элементы крепления рабочих органов к рамкам и крепления рамок к раме орудия снабжены механизмами регулирования их жесткости (Патент РФ, №2327324).

Недостаток данного изобретения состоит в том, что при работе в верхнем слое почвы со значительным количеством сорных растений и пожнивных остатков подобное почвообрабатывающее орудие не обеспечивает требуемого качества работы. Это вызвано тем, что реакция почвы и корней растений направлена вверх, а режущая кромка не перерезает пожнивные остатки. Следует отметить, что при наезде на препятствие, корни большого диаметра или переуплотненную почву рабочий орган поднимается и отклоняется в сторону вместе со стойкой, выглубляя стрельчатую лапу, а это приводит к нарушению агротехнических требований по глубине обработки почвы.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение области применения почвообрабатывающего орудия при обеспечении высокого качества обработки почв различного механического состава, повышенной плотности и влажности обычных почв обусловлено возможностью автоматического преодоления препятствий и обеспечения постоянства глубины хода рабочего органа.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности, производительности, снижении тягового сопротивления и энергетических затрат при обработке почв различного механического состава за счет увеличения функциональных возможностей чизельного глубокорыхлителя и нового выполнения его конструктивных элементов и узлов.

Указанный технический результат достигается почвообрабатывающим орудием, содержащим раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, при этом к раме на болтах закреплены направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены ролики с подшипниками качения, на оси, жестко закрепленной на стойке рабочего органа, при этом задняя часть стойки имеет углубление, равное половине диаметра подшипника, и косой срез, рабочая зона которого расположена под углом 13 градусов к вертикали, которым она упирается в подшипник, установленный на подвижной оси, на которой расположены ролики с подшипниками качения, на оси шарнирно закреплен шток, на котором установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины сжатия, упирающейся в упор, на штоке установлена гайка, которая выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента, ограничителя перемещения стойки рабочего органа.

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

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена конструктивно - технологическая схема почвообрабатывающего орудия, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - крепление рабочего органа, вид с боку; на фиг. 4 - крепление рабочего органа, вид сверху без направляющих.

Почвообрабатывающее орудие (фиг. 1) состоит из рамы 1 с опорными колесами 2. Рабочие органы 3 закреплены на стойках 10, которые перемещаются по направляющим 6, закрепленным болтами 5 на раме 1 (фиг. 2). Стойка 10 рабочего органа (фиг. 3) имеет ось 9, жестко закрепленную на стойке, на оси подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6. Задняя часть стойки упирается косым срезом 13 в подшипник 12, закрепленный на подвижной оси 14, на оси подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6. К оси 14 шарнирно присоединен шток 15, на котором установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины 4. Другим концом шток 15 упирается в упор 16. Возможность перемещения рабочего органа 3 в горизонтальной плоскости и жесткость упругого элемента 4 обеспечивается гайкой 17. Гайка дополнительно выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента и ограничителя перемещения стойки рабочего органа.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. При работе орудия рабочие органы 3 (фиг. 3) входят в плотные слои почвы на заданную глубину „h”, в процессе срезания пласта неравномерные силы резания Р воздействуют на рабочий орган 3, закрепленный на стойке 10, имеющей две оси 9 и 14 с установленными на них на подшипниках качения 8 роликами 7, перемещая ее назад (по ходу движения почвообрабатывающего орудия) по направляющим 6. При этом шток 15, закрепленный шарнирно на оси 14, перемещаясь, вызывает деформацию упругого элемента 4, расположенного на штоке и упирающегося в упор 16, в упругой связи происходит накопление потенциальной энергии. При встрече более твердых слоев почвы рабочий орган отклоняется на оси 9 и выталкивает из углубления 11, воздействуя косым срезом 13 на подшипник 12, отклоняя ось 14 с установленными на ней на подшипниках качения 8, роликами 7 перемещая ее назад по направляющим 6, вызывая деформацию упругого элемента 4. При выходе рабочего органа 3 в менее плотную почву под действием энергии, накопленной упругим элементом 4, происходит возвращение стойки 10 в исходное положение, создавая эффект колебания рабочего органа 3. Жесткость упругого элемента 4 и величина перемещения ограничиваются гайкой 17. Далее происходит разрушение пласта почвы, а накопленная потенциальная энергия упругого элемента 4 переходит в кинетическую энергию рабочих органов и сколотой почвы, при этом сколотая почва приобретает скорость, большую скорости движения орудия, и отбрасывается вперед. В дальнейшем рабочие органы 3 внедряются в неразрушенную почву, что снижает призму волочения перед рабочим органом. Глубина обработки почвы в соответствии с агротехническими требованиями регулируется при помощи опорных колес 3. При этом с увеличением плотности почвы и скорости движения рабочего органа частота колебаний увеличивается, а амплитуда уменьшается, т.е. происходит автоматическая настройка на более оптимальный режим колебаний.

Предложенный способ крепления рабочего органа с использованием упругого элемента в направляющих обеспечивает ровный профиль поверхности борозды, который необходимо создать при обработке почвы в соответствии с агротехническими требованиями.

Таким образом, заявленная конструкция почвообрабатывающего орудия с использованием упругих элементов в креплении рабочих органов обеспечивает повышение надежности, производительности, снижение тягового сопротивления и энергетических затрат, при обработке почв различного механического состава за счет увеличения функциональных возможностей чизельного глубокорыхлителя и нового выполнения его конструктивных элементов и узлов.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной (сплошной) поверхностной обработки почвы, и может быть использовано для снижения тягового сопротивления при глубоком рыхлении почв, насыщенных растительными и корневыми остатками, в том числе и на полях с множеством участков уплотненных почв, не пропускающих влагу атмосферных осадков. Почвообрабатывающее орудие содержит раму (1) с опорными колесами (2), рабочие органы (3) для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент (4) с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов (3) в продольной плоскости, направляющие (6) в виде швеллера, закрепленные к раме (1) на болтах (5), внутри направляющих (6) на оси (9), жестко закрепленной на стойке (10) рабочего органа (3), с возможностью перемещения в продольном направлении расположены ролики (7) с подшипниками качения (8). Задняя часть стойки (10) имеет углубление (11), равное половине диаметра подшипника (12), и косой срез (13), рабочая зона которого расположена под углом 13 градусов к вертикали, которым она упирается в подшипник (12), установленный на подвижной оси (14), на которой расположены ролики (7) с подшипниками качения (8). На оси (14) шарнирно закреплен шток (15), на котором установлен упругий элемент (4) в виде цилиндрической пружины сжатия, упирающейся в упор (16). На штоке (15) установлена гайка (17), которая выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента (4), ограничителя перемещения стойки (10) рабочего органа (3). Технический результат изобретения заключается в повышении надежности, производительности, снижении тягового сопротивления и энергетических затрат при обработке почв различного механического состава за счет увеличения функциональных возможностей чизельного глубокорыхлителя и нового выполнения его конструктивных элементов и узлов. 4 ил.

Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, отличающееся тем, что к раме на болтах закреплены направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены ролики с подшипниками качения на оси, жестко закрепленной на стойке рабочего органа, при этом задняя часть стойки имеет углубление, равное половине диаметра подшипника, и косой срез, рабочая зона которого расположена под углом 13 градусов к вертикали, которым она упирается в подшипник, установленный на подвижной оси, на которой расположены ролики с подшипниками качения, на оси шарнирно закреплен шток, на котором установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины сжатия, упирающейся в упор, на штоке установлена гайка, которая выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента, ограничителя перемещения стойки рабочего органа.