МЕЛИОРАТИВНЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному
машиностроению, в частности к орудиям для глубокого безотвального рыхления грунта.
Известны рабочие органы для глубокого рыхления почвы, корпус которых состоит из лемеха, оборудованного подрезающим ножом, и двух наклонных к горизонту в пространстве под углом 45° V-образных боковых стоек со сменными боковыми ножами. Рабочий орган выполнен двухкорпусным (SU 704488, кл. А01 В 13/16, 1979 - аналог). Основным недостатком этого рабочего органа является наличие внутренних стоек, образующих замкнутое пространство, через которое должен пройти не разрыхленный грунт. Подъем грунта дополнительным лемехом встречает сопротивление разрыхленного грунта, проходящего через стойки, в результате чего повышаются тяговые сопротивления, неравномерно разрыхляется пласт грунта по ширине захвата.
Известен также рабочий орган для обработки почвы включающий наклонные относительно друг друга ножевые стойки, соединенные в нижней части лемехом ∧ - образной формы с вершиной направленной вверх, где установлен вертикальный нож жестко связывающий ее с верхней поперечиной. (SU 1704649, кл. А01В 13/16, 1982 - прототип). Недостатками данного рабочего органа является повышенные тяговые сопротивления, а также неравномерное разрыхление грунта по обрабатываемому профилю, образование в средней верхней части ложбины. При большой ширине захвата рабочего органа в верхней части рыхлящее воздействие боковых стоек уменьшается, в результате чего грунт в средней части полностью не разрыхляется, и на поверхности в середине образуется впадина в виде ложбины. Это явление наблюдалось авторами при экспериментальных исследованиях моделей рабочих органов, имеющих большую ширину захвата. Вертикальный нож небольшой толщины без дополнительных рыхлящих элементов не обеспечивает полное рыхление в средней части, осуществляя только деление массива на две части.
Задача полезной модели - снижение энергоемкости процесса разрыхления и повышение однородности разрыхления по обрабатываемому профилю, увеличение производительности при снижении металлоемкости.
Технический результат достигается тем, что двухкорпусной объемный мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почвы, представляющий собой пространственную конструкцию, состоящую из двух корпусов содержащих боковые наклонные режущие стойки криволинейной параболической формы, на виде спереди напоминающую букву W. Для увеличения жесткости конструкции и дополнительного рыхления в средней части корпуса установлен вертикальный нож, нижняя часть которого достигает полной глубины рыхления. Внутренние более короткие боковые стойки присоединены к боковой поверхности вертикального ножа. Внешние боковые стойки в верхней части соединены поперечной балкой. Расстояние между осями корпусов выбрано таким образом, чтобы внутренние боковые стойки соединялись между собой на расстоянии 0,75-0,8 глубины рыхления от дневной поверхности. Таким образом, каждый корпус состоит из высокой боковой и внутренней, более короткой, режущих стоек, соединенных в нижней части лемехом. На вертикальном ноже на расстоянии 2/3 глубины рыхления от дневной поверхности установлен дополнительный лемех. Лемех присоединен к ножу шарнирно, под лемехом расположены пластинчатые пружины (типа рессоры), позволяющие лемеху совершать колебательные движения под действием нагрузки переменной величины, возникающей от периодических сколов объемов грунта при рыхлении.
Пружины способствуют более интенсивному разрыхлению средней части массива, при увеличенной ширине захвата.
Двухкорпусной объемный мелиоративный рыхлитель поясняется чертежами, где
фиг. 1. - мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, общий вид устройства;
фиг. 2 - мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, вид А на фиг. 1;
фиг. 3-мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, вид сверху на фиг. 1;
фиг 4 - мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, вид Б на фиг. 2;
фиг 5 - мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, разрез В-В на фиг. 4;
фиг 6 - мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почв, разрез Г-Г на фиг. 4;
Двухкорпусной объемный мелиоративный рыхлитель для глубокой обработки почвы, представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из двух корпусов содержащих два лемеха 1, которые соединяют в нижней части боковые наклонные режущие стойки 2 и внутренние режущие стойки 3 криволинейной параболической формы, на виде спереди напоминающую букву W. Расстояние между осями корпусов выбрано таким образом, чтобы внутренние боковые стойки 3 соединялись между собой на расстоянии 0,75-0,8 от поверхности до расчетной глубины рыхления. Для увеличения жесткости конструкции и дополнительного рыхления в средней части корпуса установлен вертикальный нож 4. Внутренние более короткие боковые стойки 3 присоединены к боковой поверхности вертикального ножа 4, нижняя часть которого достигает глубины рыхления. На вертикальном ноже на расстоянии 2/3 глубины рыхления от дневной поверхности установлен дополнительный лемех 5. Лемех 5 присоединен к ножу шарнирно, под лемехом 5 установлены пластинчатые пружины 6 (типа рессоры), позволяющие лемеху 5 совершать колебательные движения под действием нагрузки переменной величины, возникающей от периодических сколов объемов грунта при рыхлении. Пружины 6 с одной стороны шарнирно присоединены к подвижному лемеху 5, другим концом они опираются на ось 7, соединяющую лемех 5 с ножом 4, средняя часть пружины 6 опирается на выступ 8, жестко соединенный с ножом 4. Внешние боковые стойки 2 в верхней части соединены поперечной балкой 9.
Устройство работает следующим образом:
При поступательном движении рабочего органа под действием тягового усилия происходит отделение объема почвы от массива за счет резания лемехами 1 и боковыми стойками 2, 3. Рыхление почвы осуществляется за счет определенных углов установки лемехов 1 и боковых стоек 2, 3 (углов резания). При работе устройства происходит постепенное отделение объема почвы от массива сначала выступающими за режущие кромки боковых стоек 2, 3 передними частями лемехов 1, при этом образуются лидирующие зоны деформации и происходит разрушение массива, почва смещается вверх и вперед. Далее в работу включаются боковые стойки 2, 3, постепенно врезаясь в почву, начиная с нижней части, проходящий по лемехам 1 грунт поднимается вверх в сторону открытой поверхности и попадает под воздействие среднего лемеха 5, в результате чего он дополнительно перемещается, поднимается и разрушается. Углы резания боковых стоек 2, 3 и лемехов 1, углы наклона стоек 2, 3 к горизонту, а также расположение дополнительного среднего лемеха 5 обеспечивают разрушение массива почвы за счет сложного взаимодействия составляющих усилия резания по всему объему. Криволинейная форма боковых стоек 2, 3 способствует более равномерному распределению сопротивления разрыхлению на всей глубине, при достаточной ширине захвата в зоне лемехов. На максимальной глубине ширина рабочего органа минимальная, но плотность почвы наибольшая. По мере уменьшения глубины ширина рабочего органа плавно увеличивается, а плотность грунта уменьшается. Установленный в средней части рабочего органа дополнительный лемех 5 с опорой на пластинчатые пружины 6 под действием периодических сколов грунта создает вибрационное воздействие на грунт и способствует более эффективному разрыхлению обрабатываемого массива. Вертикальный нож 4 дополнительно воздействует на массив разрыхляемого грунта в верхнем слое, нижняя часть ножа разрушает часть грунта, расположенного между корпусами рыхлителя, увеличивая полноту рыхления, и способствует большей жесткости конструкции. Эта особенность конструкции позволяет увеличить ширину захвата и снизить энергетические затраты на обработку.
Технический и технологический результат, получаемый от полезной модели, обеспечивается тем, что криволинейная параболическая конфигурация боковых стоек способствует созданию радиально-направленных сил, которые дополняют подъемные силы лемехов и заставляют более интенсивно взаимодействовать между собой перемещающиеся пласты грунта, что способствует более равномерному разрыхлению по разуплотняемому профилю. В средней части, где происходит уменьшение воздействия подъемных сил от лемехов и боковых стоек, дополнительно создается интенсивное воздействие от среднего лемеха, имеющего упругую опору, и вертикального ножа, способствующие равномерному разрыхлению грунта и разрушению фракций грунта больших размеров на поверхности.
Использование полезной модели позволит уменьшить энергоемкость процесса, обеспечить равномерность распределения нагрузки на рабочий орган по всей глубине; увеличить однородность разрыхляемого профиля, получить размеры фракций грунта в верхнем слое в соответствии с агротехническими требованиями к данному типу почвообрабатывающих орудий.