Рабочий орган культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для безотвальной обработки почвы.
Известен глубокорыхлитель универсальный навесной чизельный [RU 2694571 C2 A01B 13/14, A01B 13/16], рабочий орган которого для рыхления почвы содержит стойку, долото в виде двухгранного клина, наральник, шарнирно установленную сзади на высоте 45 см от носка наральника по общей вертикали стрельчатую лапу. На боковых гранях стойки закреплена первая пара грунтоподъемников. Внизу на носке наральника дополнительно закреплена вторая пара грунтоподъемников. Грунтоподъемники установлены на стойке и носке наральника под углом к горизонту 40-45°.
Недостатками глубокорыхлителя универсального навесного чизельного являются
1) высокое тяговое сопротивление, обусловленное громоздкостью конструкции глубокорыхлителя;
2) низкое качество обработки почвы, связанное с формированием после его прохода на поле глубоких борозд;
3) недостаточное полное крошение пласта боковыми грунтоподъемниками, установленными в два яруса.
Наиболее близкими по технической сущности к заявленному рабочему органу для безотвального глубокого рыхления почвы является патент на полезную модель [RU 202672, A01B 13/08], рабочий орган для безотвального глубокого рыхления почвы, содержащий стойку, лемех, боковой профиль задней кромки которого имеет вогнутую форму с кривизной ответной кривизне лобового профиля стойки. Стойка выполнена в форме параплау, к ее нижней части через жестко закрепленную к ней прокладку жестко крепится лемех, имеющий волновую поверхность в горизонтальном сечении, при этом амплитуда этой волны плавно увеличивается к ее нижней кромки, а период этой волны по высоте остается постоянным.
Недостатками данного рабочего органа для безотвального глубокого рыхления почвы является
1) недостаточно низкое тяговое сопротивление;
2) практически отсутствует взаимодействие рабочего органа с частицами почвы на микроуровне.
Задача полезной модели - снижение тягового сопротивления и обеспечение взаимодействия рабочего органа с частицами почвы на микроуровне.
Поставленная задача решается за счет того, что рабочий орган культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением, состоящий из стойки, выполненной в форме пареплау, лемеха, боковой профиль задней кромки которого имеет вогнутую форму с кривизной ответной кривизне лобового профиля стойки. На рабочую поверхность лемеха наплавлен износостойкий присадочный материала в виде овальных валиков, расположенных рядами, перпендикулярными направлению перемещения рабочей поверхности лемеха культиватора-глубокорыхлителя.
Новые существенные признаки:
1) на рабочую поверхность лемеха наплавлен износостойкий присадочный материала в виде овальных валиков;
2) валики расположены рядами, перпендикулярными направлению перемещения рабочей поверхности лемеха культиватора-глубокорыхлителя.
Перечисленные новые существенные признаки, в совокупности с известными, позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.
Технический результат
Технический результат заключается в снижении тягового сопротивления вне зависимости от типа почвы за счет снижения плотности приповерхностного контактного слоя в зонах максимальной интенсивности трения с уплотненной почвой и обеспечение взаимодействия рабочего органа с частицами почвы на микроуровне.
За счет получаемой в процессе обработки однородной структуры почвы снижается ее водная эрозия.
Рабочий орган для безотвального глубокого рыхления почвы (фиг. 1), содержащий стойку 1, лемех 2, боковой профиль задней кромки которого имеет вогнутую форму с кривизной ответной кривизне лобового профиля стойки 1. Стойка 1 выполнена в форме параплау, к ее нижней части через жестко закрепленную к ней прокладку жестко крепится лемех 2, имеющей волновую поверхность в горизонтальном сечении, при этом амплитуда этой волны плавно увеличивается к ее нижней кромки, а период этой волны по высоте остается постоянным. На рабочую поверхность лемеха 2 наплавлен износостойкий присадочный материала в виде овальных валиков 3, расположенных рядами, перпендикулярными направлению перемещения рабочей поверхности лемеха культиватора-глубокорыхлителя.
При работе лемех 2, закрепленный на стойке 1, подрезает почвенный пласт, который, двигаясь по вогнутой поверхности, изгибается, испытывая переменные напряжения сжатия, в результате происходит его частичное разрушение. Попадая на выпуклую часть лемеха 2 в почвенном пласте, наблюдаются деформации растяжения, в результате знакопеременных деформаций почвенный пласт крошится. При взаимодействии приповерхностного контактного слоя почвы в момент ударных нагрузок с нанесенными на лемех 2 овальных валиков 3 увеличивается интенсивность рыхления в данном слое почвы путем торможения, смятия и скалывания микрочастиц при напряжениях свыше предела прочности почвы. Исполненный в данном виде рабочий орган (фиг. 2) способствует более интенсивному крошению нижележащих почвенных пластов, а также повышению качества крошения почвы в корнеобитаемом слое и недопущению избыточного рыхления поверхностных слоев для предотвращения водной эрозии.
На фиг. 1 изображен вид сбоку рабочего органа культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением;
На фиг. 2 изображен вид спереди рабочего органа культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением.
В процессе изнашивания рабочего органа культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением образуется «рельефная» форма режущей кромки, что оказывает положительное влияние на качество крошения почвы и снижает тяговое сопротивление почвообрабатывающего агрегата. Помимо этого, из теории прочности Кулона-Мора следует, что сопротивление почвы сдвигу складывается из двух физических факторов: внутреннего трения и сцепления. Следовательно, за счет взаимодействия на микроуровне происходит уменьшение механического сцепления между твердыми частицами, которые при таком взаимодействии в своем предельном значении совершают смешанное относительное перемещение, включая скольжение, качение, вращение и перекатывание абразивных частиц, уменьшающее трение с основным металлом между соседними в ряду валиками. Таким образом, рабочий орган культиватора-глубокорыхлителя с низким тяговым сопротивлением позволяет добиться снижения энергоемкости при выполнении технологической операции основной обработки почвы, а также существенно увеличить взаимодействие рабочего органа с частицами на микроуровне, что, в свою очередь, позволяет снизить тяговое сопротивления вне зависимости от типа почвы за счет снижения плотности приповерхностного контактного слоя в зонах максимальной интенсивности трения с уплотненной почвой.