ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИСТВОЛЬНЫХ ПОЛОС В САДАХ
GARDEN UNDERTREE TILLER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для обработки почвы в садах. Известен патент Франции №2134318, кл. А01В 33/02, 1972 г., в котором почвообрабатывающая фреза, содержащая раму, связанный с редуктором вертикальный вал и размещенные на нем подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами. Недостатком данной фрезы является то, что при ее использовании не обеспечивается обработка почвы вплотную у ствола, кроме того, обработка требует значительных затрат энергии.
Известно изобретение, см. авт. свид. RU №934932, кл. A01B 39/16, 1982 г., бюл. №22. Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах, содержащая раму, связанный с редуктором вертикальный вал и размещенные на нем подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами, отличающаяся тем, что с целью снижения энергоемкости и повышения качества рыхления почвы она снабжена источником ультразвуковых колебаний, а ротор выполнен в виде соединенных пружинами двух сегментов, каждый из которых имеет магнитострикционный излучатель, связанный с источником ультразвуковых колебаний.
Однако известное изобретение имеет существенные недостатки. Первое - магнитострикционные преобразователи не позволяют получить амплитуду возбужденных колебаний более 0,09 мм, а ультразвуковые генераторы имеют невысокую надежность при работе в непрерывном режиме, см. Гершгал Д.А., Фридман В.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. М.: Энергия, 1976 г., стр.45, 71. Второе - ультразвуковой генератор требует значительных энергозатрат (минимум 2 кВт), что приводит к значительному перерасходу топлива, т.к. питание ультразвукового генератора осуществляется от вала отбора мощности. Учитывая тенденцию последних лет к непрерывному росту цен на энергоносители, использование известного изобретения во многих случаях экономически нецелесообразно.
В качестве прототипа нами выбран патент RU 2281636 (опублик. 20.08.2006, бюл. №23) Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах.
Известное изобретение применяется в аграрно-промышленном комплексе Краснодарского края, однако в процессе эксплуатации выявлен и ряд недостатков. Первое - амплитуда и часть возбуждаемых колебаний не позволяет качественно обрабатывать приствольные полосы на твердых почвах. Это связано с конструктивными особенностями фрезы, учитывая, что потенциальная энергия вибратора не превышает 0,09 Дж.
Действительно, W=mgh,
где W - энергия стального шарика, Дж,
m - масса стального шарика, кг,
g - ускорение свободного падения,
h - высота поднятия стального шарика, м.
2
Учитывая, что m=0,03 кг, g=9,8 м/с, a h=0,3 м,
W=0,03·9,8·0,3≈0,09 Дж.
Второе - источник импульсного тока, с помощью которого стальной шарик поднимается в верхнее положение, потребляет не менее 1 кВт, что приводит к существенному удорожанию процесса обработки, учитывая тенденцию к непрерывному росту цен на энергоносители, в частности на дизельное топливо для двигателей тракторов.
Техническим решением задачи является упрощение конструкции, повышение качества рыхления практически на всех почвах при снижении энергозатрат и выбросов окислов азота в воздушный бассейн.
Поставленная задача достигается тем, что в почвообрабатывающей фрезе для обработки приствольных полос в садах, содержащей раму, соединенный с редуктором вертикальный вал, ротор с ножами и источник энергии, вертикальный вал выполнен полым, внутри которого размещен стальной шар с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, верхняя часть вала снабжена отверстиями для сброса отработанных газов с коллектора, а нижняя имеет отверстие для входа отработанных газов с двигателя.
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружено аналогичное предложение, что позволяет судить об изобретательском уровне представленного технического решения.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах содержит раму 1, связанный с редуктором 2 полый вертикальный вал 3, внутри которого размещен стальной ферромагнитный шар 4, в верхней части вала 3 размещены отверстия 5 для сброса отработанных газов, а в нижней отверстия 6 для подачи газа от коллектора по трубопроводу 7. В нижней части вал 3 соединен с ротором 8, на котором размещены режущие ножи 9.
Почвообрабатывающая фреза работает следующим образом.
3
5
При включении вала отбора мощности одновременно от выхлопного коллектора трактора по трубопроводу 7 через отверстие 6 отработанный газ поступает в вал 3, вследствие чего стальной шар 4 поднимается в верхнюю часть, где и происходит сброс газа в атмосферу через отверстие 5. В результате сброса газа шар 4 под действием силы тяжести устремляется вниз, где ударяется в ротор 8, что вызывает вибрацию ножей 9. Поскольку шар 4 имеет вес от 0,1 до 0,5 кг, то амплитуда и частота вибрации будут на порядок выше, чем в известной конструкции, что способствует более эффективному рыхлению самых разнообразных, в том числе и тяжелых почв. Выходящий газ из отверстий 5 частично будет оседать на вспаханном грунте, что в свою очередь существенно уменьшает загазованность воздушного бассейна, в том числе наиболее ядовитыми окислами азота NO и NO. Повышение эффективности воздействия вибрации снижает также величину потребления топлива, что особенно важно, как отмечалось ранее, учитывая тенденцию к непрерывному росту цен на энергоносители - органические и синтетические углеводороды.