Фреза почвенная

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к ротационным почвообрабатывающим машинам (почвенным фрезам).
Известна навесная на трактор фреза почвенная, состоящая из рамы, корпуса, ротора с горизонтальным валом, на котором укреплены ножи, и механизма привода ротора от ВОМ трактора, представляющего редуктор с коническими колесами, карданной и цепной передачи (Босой Е.С., Верняев О.В, Смирнов И.И. и др. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 567 с.
В известной фрезе почвенной типа ФН-1,4 (Фреза навесная ФН - 1,4/ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://agrosfera26.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=67 (дата обращения 23.09.2018) ротор вращается с постоянной угловой скоростью, при этом ножи, поочередно взаимодействуя с почвой, разрыхляют ее до требуемой физической структуры.
Недостатком известных почвенных фрез для сплошной обработки почвы, оснащенных ротором с горизонтальной осью вращения, является повышенный расход энергии.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является навесная фреза (патент US №5046346 А, опубл. 10.09.1991).
Основной недостаток известного решения - повышенный расход энергии на обработку почвы.
Из анализа известных технических решений, предназначенных для обработки почвы, выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для обработки почвы с наименьшей работой сил резания почвы ножом.
Техническим результатом полезной модели является снижение расхода энергии на обработку почвы фрезой за счет уменьшения пути, проходимого лезвием ножа в почве.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что фреза почвенная, содержащая раму и ротор с Г-образными ножами, дополнительно снабжается лемехом и опорным брусом, а ротор с Г-образными ножами устанавливается за лемехом над опорным брусом с зазором 5-20 мм. Г-образные ножи ротора осуществляют нарезку пласта почвы, срезанного лемехом и поднятого им над опорным брусом. При этом длина траектории точки лезвия Г-образного ножа в пласте почвы уменьшается и работа сил резания, действующих на пласт со стороны лемеха и Г-образных ножей фрезы снижается.
Предложенная почвенная фреза поясняется фигурами:
фиг. 1. Фреза почвенная (вид сверху);
фиг. 2. Фреза почвенная (вид сбоку);
а
фиг. 3. Стружка почвы ABCD с линиями среза CD, АВ, ВС фрезы почвенной с лемехом () и стружка ABC с линиями среза CD, АВ фрезы почвенной без лемеха (b).
Фреза почвенная содержит раму 1 (показана частично), корпус (не показан), лемех 2, конический редуктор 3, опорный брус 4, ротор 5 с Г-образными ножами 6, зубчатое колесо 7, цепь 8, зубчатое колесо 9 (фиг. 1, фиг. 2). Привод ротора осуществляется от вала редуктора и ВОМ трактора (не показан).
Фреза почвенная работает следующим образом. При настроенной глубине обработки почвы, установленный на раме 1 лемех 2 подкапывает пласт почвы высотой h и направляет его на опорный брус 4, укрепленный на раме 1 в верхней части лемеха 2. Ротор 5, установленный на раме 1 фрезы за лемехом 2 над опорным брусом 4, обрабатывает подкопанный и поднятый лемехом 2 пласт почвы Г-образными ножами 6. Привод ротора 5 осуществляется от ВОМ трактора через конический редуктор 3, установленный на раме 1, с помощью зубчатого колеса 7 на выходном валу редуктора 3 и зубчатого колеса 9, закрепленного на валу ротора 5 и соединенного с колесом 7 цепью 8. Ось О вращения ротора расположена примерно на том же уровне относительно поверхности почвы, на котором находится середина пласта, поднятого лемехом 2 на опорный брус 4, образующий с Г-образными ножами 6 зазор с в пределах от 5 до 20 мм (фиг. 3). Заявленный эффект не может быть получен при малом и большом зазоре вне указанных пределов. Выставление зазора менее 5 мм может привести к поломке Г-образных ножей 6 из-за залипания на них твердых частиц и заклинивания частиц в зазоре. При увеличении зазора более 20 мм пласт не опирается на опорный брус 4 и не перерезается должным образом.
а
За время внедрения первого ножа и следующего за ним ножа в поднятый лемехом пласт почвы точка лезвия первого ножа движется относительно пласта по траектории CD, а следующего ножа - по траектории АВ, образуя стружку ABCD высотой h. При этом сечение стружки имеет линии среза ножами CD и АВ и линию среза лемехом ВС (фиг. 3). Г-образные ножи 6 фрезы почвенной без установки лемеха 2 нарезают стружку ABC в плоскости движения между линиями среза CD и АВ, представляющими собой участки трохоид (фиг. 3b). При равных площадях сечений стружек суммарная длина линий среза CD, ВС, АВ стружки в первом случае меньше суммарной длины линий среза CD и АВ стружки во втором случае.
По сравнению с прототипом предложенная фреза почвенная позволит уменьшить работу сил резания при внедрении Г-образных ножей в почву и снизить затраты энергии на обработку почвы до 5%.