Рабочий орган глубокорыхлителя

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для глубокого рыхления почвы.
Известен глубокорыхлитель, содержащий башмак, долото, закрепленное одним концом на раме демпфирующее устройство в виде рессоры и параллелограммную четырехзвенную подвеску башмака с долотом (патент №2335870 РФ А01В 35/20, А01В 35/24). Такое конструктивное выполнение позволяет повысить эксплуатационно-технологические показатели машинно-тракторного агрегата при глубоком рыхлении почвы, и это касается, прежде всего, уменьшения силы тягового сопротивления и лучшего крошения почвы.
Недостаток известного глубокорыхлителя состоит в том, что параллелограммная подвеска рабочих органов громоздка по своей конструкции и требует периодической смазки четырех шарниров, два из которых работают в почве. Кроме того, направление спонтанной вибрации долота совпадает с направлением его движения. Поскольку свободные колебания без дополнительного привода имеют малую частоту (порядка 5-8 Гц) и амплитуду до 10 мм, то скорость вибрации меньше скорости движения агрегата, и инструмент не будет отрываться на мгновения от обрабатываемой среды. У инструмента не будет ударного воздействия на эту среду. Поэтому продольная спонтанная вибрация менее эффективна, чем поперечная или вертикальная.
Известен корпус плуга, включающий криволинейную стойку, башмак, лемех, отвал, вертикальный нож и полевую доску (патент на полезную модель №144741 РФ А01В 15/00). Стойка этого плужного корпуса выполнена в виде пакета полос из пружинной стали, концами закрепленных в зажимах и ориентированных по направлению движения плуга. Полосы прогибаются в поперечном направлении от воздействия переменных боковых сил сопротивления корпуса плуга, возникают спонтанные колебания под прямым углом к направлению движения агрегата, в результате чего появляется вибрационно-ударный эффект, способствующий стряхиванию нависших сорняков и прилипшей почвы, появлению опережающих трещин в почве, снижению тягового сопротивления и лучшему крошению глыб.
Недостатком данной конструкции является то, что полосы в стойке прижаты зажимами друг к другу, и это затрудняет их взаимное скольжение, как это свойственно рессорам, в результате чего вибрация происходит с меньшей амплитудой и быстро затухает после очередного бокового толчка.
Наиболее близким к заявленному является рабочий орган почвообрабатывающего орудия ПСК-ЧГ, включающий несущую стойку, установленные в ее нижней части съемные подрезающие ножи и накладное долото (патент на полезную модель №176153 РФ А01В 35/20, А01В 15/02, А01В 35/28). Этот рабочий орган предназначен для глубокой безотвальной обработки почвы путем рыхления долотом подпахотного горизонта и обработки корнеобитаемого слоя подрезающими ножами.
Недостатком орудия ПСК-ЧГ является повышенное тяговое сопротивление и глыбистость взрыхленной почвы.
Технический результат полезной модели - улучшение качества работы и снижение тягового сопротивления.
Технический результат достигается тем, что рабочий орган глубоко-рыхлителя, включающий стойку с набором упругих полос, ориентированных по направлению движения агрегата, закрепленные на ней своими хвостовиками подрезающие ножи и долото, отличается тем, что долото имеет два боковых борта, охватывающих полосовую стойку без натяга, и закреплено на стойке болтами, проходящими сквозь борта и полосы, причем в полосах болты имеют широкоходовую посадку, а концы болтов защищены от абразивного износа уширенной рабочей поверхностью долота; подрезающие ножи закреплены шпильками, проходящими через хвостовики и полосы, причем в полосах шпильки имеют широкоходовую посадку и выполнены с упорами для гаек в виде ступенчатого диаметра, предотвращающими полное зажатие полос, а концы шпилек с гайками защищены от абразивного износа отогнутыми частями хвостовиков.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что весь комбинированный рабочий орган совершает спонтанную вибрацию от переменного сопротивления почвы с автоколебаниями в поперечном направлении по отношению к направлению движения агрегата. С этой целью упругие пластины, формирующие стойку, ориентированы в своем наборе по направлению движения, и это придает им повышенную жесткость по отношению к главному (лобовому) сопротивлению и меньшую жесткость к таким же случайным, но меньшим боковым усилиям. Автоколебания, то есть вибрация без привода, у почвообрабатывающих орудий имеет небольшие значения частоты и амплитуды, и ее скорость меньше скорости движения агрегата. Поэтому она малоэффективна в продольном направлении, так как не обеспечивает кратковременных отрывов долота от почвы с последующими ударными воздействиями подобно отбойному молотку. Другое дело - поперечные или вертикальные колебания, при которых кратковременные отрывы наступают независимо от скорости движения агрегата. Для повышения частоты и амплитуды вибрации полосы собраны только с одним зажимом в верхней части стойки, где стойка прижата к раме крепежными болтами. Все остальные болтовые или шпилечные крепления, которые удерживают на ней составные элементы комбинированного рабочего органа, выполнены с упором гаек не в полосу, а в утолщение диаметра шпильки или болтовое соединение стягивает какую-то одну крепежную деталь. Отверстия под эти болты или шпильки имеют больший диаметр по типу широкоходовой посадки. Такая конструкция креплений обеспечивает полосам взаимное скольжение при изгибах, что является необходимым условием для плоских составных рессор. Для крепления долота традиционное расположение болтов на его рабочей стороне заманено на боковое расположение. Болты проходят сквозь приваренные к долоту два борта, охватывающие полосовую стойку. Рабочая поверхность долота выполнена более широкой, чем длины болтов, находящихся сзади, чтобы своеобразным экраном предотвратить их абразивный износ от действия почвы. Такими же экранами снабжены хвостовики плоских лезвий для защиты концов своих шпилек от износа.
На фиг. 1 показан рабочий орган глубокорыхлителя в двух проекциях; на фиг. 2 - его вид сзади.
Рабочий орган глубокорыхлителя содержит стойку 1, состоящую из набора упругих полос, два подрезающих ножа 2 со своими хвостовиками 3 и крепежными шпильками 4 и долото 5 с двумя бортами 6, охватывающими стойку 1. Долото крепится к стойке двумя болтами 7. По своей ширине долото выходит за пределы своих бортов 6 и за пределы крепежных болтов 7. Концы крепежных шпилек 4 и их гайки тоже имеют защиту от абразивного износа отогнутыми частями 8 хвостовиков 3. Крепежные шпильки 4 выполнены специальными, с двумя диаметрами у каждой из них. Гайки навинчиваются на меньший диаметр и через шайбы, а также через хвостовики 3 упираются в уступ большего диаметра. Между хвостовиками 3 и ближайшей полосой остается минимально возможный зазор 9. Отверстия в полосах столки на 1,5-2 мм больше диаметра шпилек. Болты 7 обычные с одним диаметром. Для них упором являются борта 6, представляющие собой крепежную часть долота 5.
При работе заявленного рабочего органа глубокорыхлителя долото 5 крошит почву в подпахотном горизонте, а подрезающие ножи 2 обрабатывают корнеобитаемый слой. Поскольку в почве встречаются глыбистые образования в виде корневищ подсолнечника, кукурузы и другие неоднородности структурного состава, сопротивление рабочего органа изменчиво, и это вызывает вибрацию стойки в поперечном направлении. Такое направление вибрации сопровождается ударным воздействием долота и подрезающих ножей, происходит стряхивание налипшей почвы и сорняков, в почве образуются опережающие трещины. Почва лучше крошится, а тяговое сопротивление уменьшается. При изгибах полосовой стойки ее полосы искривляются по различным радиусам, возникает их взаимное скольжение. При этом необходимо, чтобы у пакета полос хотя бы один конец был не зажатым болтами. Поэтому на нижнем конце полосы помещены между бортами 6 долота 5 без натяга, подрезающие ножи 2 крепятся специальными шпильками с упорами, а все крепежные болты и шпильки проходят в отверстиях полос с уширенным зазором.
Таким образом, заявленной полезной моделью обеспечивается технический результат - улучшение качества работы и снижение тягового сопротивления.