РАБОЧИЙ ОРГАН ОРУДИЯ ДЛЯ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам орудий для безотвальной обработки почвы.
Известен ряд (технических решений) плоскорежущих лап, рабочая поверхность которых снабжена радиально установленными сплошными, полыми, регулируемыми с возможностью совершения автоколебательных движений в вертикальной плоскости стабилизаторами-рыхлителями (ножами-стабилизаторами), где их режущая кромка выполнена прямолинейной и криволинейной (по эллипсу и др.) [1].
Недостатками данных плоскорежущих лап с такими стабилизаторами-рыхлителями являются забивание их почвой и растительными остатками, значительная энергоемкость рыхления, а также из-за неравномерного износа режущих элементов, имеющих специальные формы, делают их менее надежными в эксплуатации.
Известен почвообрабатывающий рабочий орган для безотвальной обработки почвы, содержащий стойку и рыхлительную лапу с прямолинейным режущим лезвием, вырезами по форме трапеции [2].
Недостатками данного рабочего органа являются значительная энергоемкость процесса рыхления, а такое выполнение зубьев режущего лезвия препятствует условию скользящего резания почвы и скольжению сорняков по нему. Это приводит к накоплению и наволакиванию растений, в целом к забиванию рабочих органов и тем самым снижению качества обработки почвы.
Также известен рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы, включающий стойку и закрепленную на ней плоскорежущую лапу, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части и снабжена радиальным ножом в виде пластины, установленный параллельно ее продольной оси лапы и плавно огибающий ее поверхность, причем образующая рабочей поверхности лапы, расположенная в продольно вертикальной плоскости, проходящей по оси лапы и образующая рабочей поверхности лапы, расположенная в поперечно вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно продольной оси лапы через ее верхнюю точку (вершину), расположенной в передней части стойки, выполнены в виде плавно сопряженных участков логарифмической спирали: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части, причем режущая кромка каждого крыла лапы имеет контур прямолинейной формы [3].
Недостатками данного рабочего органа являются быстрый износ и поломка зубьев такой формы, забивание его сорняками и почвой в зоне расположения ножа-стабилизатора, что приводит к увеличению энергоемкости рыхления и снижению качества обработки почвы.
Известен рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы, включающий стойку и закрепленную на ней плоскорежущую лапу, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части и снабжена радиальными ножами, расположенными в зоне середины крыльев лапы, выполненными в виде зубчатых плоских дисков и жестко закрепленными ножом в виде пластины в зоне продольной оси лапы, причем контур режущей кромки лапы имеет форму параболы [4].
Недостатками данного рабочего органа являются низкое качество обработки почвы и значительная энергоемкость рыхления. Предлагаемая геометрическая форма рабочей поверхности лапы не спроектирована с учетом заданных деформаций и физико-механических свойств почвы. Также жестко закрепленный нож в виде пластины не способствует уменьшению тягового сопротивления, а плоские диски не повышают качество обработки почвы из-за малой зоны деформации в вертикальной плоскости.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков аналогов и прототипа.
Технический результат, на достижение которого направлено данное решение, состоит в повышении качества обработки почвы за счет интенсивного крошения и, как следствие, в снижении энергоемкости процесса обработки почвы за счет своеобразного воздействия рабочей поверхности, стабилизатора-рыхлителя, зубьев режущей кромки лапы и гофрированных дисков на почву.
Указанный уровень техники (технический результат) достигается тем, что в рабочем органе орудия для безотвальной обработки почвы, включающем стойку и закрепленную на ней плоскорежущую лапу, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части, и снабжена радиальным ножом, установленным в зоне продольной оси лапы, выполненным в виде стабилизаторов-рыхлителей с возможностью совершения автоколебательных движений в вертикальной плоскости посредством упругих элементов и другими ножами, выполненными в виде зубчатых гофрированных дисков (турбодисков) и расположенными за лапой в зоне середины ее крыльев, причем режущая кромка каждого крыла лапы имеет контур прямолинейной формы, по которому она выполнена волнистой. При этом радиальный нож с двусторонней заточкой, расположенный в зоне продольной оси лапы, установлен в области носка лапы на шарнирах, плавно огибает поверхность лапы, а его тыльная кромка снабжена упругим элементом в виде пластинчатой пружины. Причем вогнутые и выпуклые участки режущей кромки лапы поочередно выполнены (сопряжены) по дуге окружности (или по участкам эвольвенты окружности), а носок лапы - по дуге окружности (или по дуге эллипса) и имеет одностороннюю заточку сверху. Режущая кромка гофрированных дисков снабжена зубьями с двусторонней заточкой, передняя кромка которых выполнена по участку логарифмической спирали и размещена радиально по периферии выпуклостью вверх кривизны к горизонтальной плоскости, а тыльная кромка каждого зуба выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно касательной, соответствующей точке окружности (контура диска). Кроме того, лапа содержит долото трапецеидальной формы, расположенное в зоне ее носка.
На фиг. 1 изображен предложенный рабочий орган, вид сверху;
на фиг. 2 - рабочий орган, вид сбоку;
на фиг. 3 - рабочий орган, вид сзади;
на фиг. 4 - показана схема построения режущей кромки лапы.
Рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы, включающий стойку 1 и закрепленную на ней плоскорежущую лапу 2, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части, и снабжена радиальным ножом 3, установленным в зоне продольной оси лапы 2, выполненным в виде стабилизаторов-рыхлителей с возможностью совершения автоколебательных движений в вертикальной плоскости посредством упругих элементов 4 и другими ножами 5, выполненными в виде зубчатых гофрированных дисков (турбодисков) и расположенными за лапой 2 в зоне середины ее крыльев 6, причем режущая кромка 7 каждого крыла 6 лапы 2 имеет контур 8 прямолинейной формы, по которому она выполнена волнистой. При этом радиальный нож 3 с двусторонней заточкой, расположенный в зоне продольной оси лапы 2, установлен в области носка лапы 2 на шарнирах 9, плавно огибает поверхность лапы 2, а его тыльная кромка 10 снабжена упругим элементом 4 в виде пластинчатой пружины. Причем вогнутые 11 и выпуклые 12 участки режущей кромки 7 лапы 2 поочередно выполнены (сопряжены) по дуге окружности (или по участкам эвольвенты окружности), а носок лапы 2 - по дуге окружности (или по дуге эллипса) и имеет одностороннюю заточку сверху. Режущая кромка 13 гофрированных дисков 5 снабжена зубьями 14 с двусторонней заточкой, передняя кромка 15 которых выполнена по участку логарифмической спирали и размещена радиально по периферии выпуклостью вверх кривизны к горизонтальной плоскости, а тыльная кромка 16 каждого зуба 14 выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно касательной, соответствующей точке окружности (контура диска). Кроме того, лапа 2 содержит долото 17 трапецеидальной формы, расположенное в зоне ее носка. При этом нож 3 жестко закреплен на кожухе 18. Устройство работает следующим образом.
При движении почвообрабатывающего орудия по обрабатываемой площади в подрезающей части лапы 2, где установлено долото 17, происходит подрезание пласта почвы и сорняков в вертикальной плоскости. При этом за счет выполнения контура 8 режущей кромки прямолинейной формы, по которому она выполнена волнистой, подрезание пласта почвы и сорняков осуществляется и в горизонтальной плоскости со скольжением и минимальной энергоемкостью процесса резания. Под действием зубьев 12, передняя кромка которых имеет форму дуги окружности, зоны деформации почвы смыкаются, и происходит разрыв связи почвы в межзубовом пространстве, а подрезание почвы и сорняков - под углом скольжения. Далее подрезанный почвенный пласт, поднимаясь по рабочей поверхности, вступает на рыхлящую часть, где происходит интенсивное крошение почвы без увеличения тягового сопротивления рабочего органа. При этом зубчатые гофрированные диски 5 и радиальный нож 3, установленный в зоне продольной оси лапы 2, выполненный в виде стабилизаторов-рыхлителей с возможностью совершения автоколебательных движений в вертикальной плоскости посредством упругих элементов 4, дополнительно способствуют разрыву связи пласта почвы на рабочей поверхности лапы 2, а двугранная форма рабочей поверхности обеспечивает раздвоение потока почвы.
Кроме того, при обработке почвы на склонах установка зубчатых гофрированных дисков 5 позволяет повысить устойчивость движения рабочего органа, а следовательно, в целом - орудия (культиватора), так как в этом случае они выступают не только в роли рыхлителей, но и как стабилизаторы движения. Также для зубчатых гофрированных дисков 5 допускается изменение положения оси их вращения в пространстве и регулирование в соответствии с качественными показателями их работы при изменении свойств почвы.
Вращение зубчатых гофрированных дисков 5 облегчает обработку каменистых почв и почв, засоренных корневищами. Поэтому за счет уменьшения трения пласта (о сталь) о необработанную почву и замены его трением качения зубчатых гофрированных дисков снижается тяговое сопротивление и повышается степень крошения почвы.
Выполнение зубчатой режущей кромки лапы по вышеуказанной форме способствует уменьшению отброса почвы и обеспечивает скользящее резание и деформацию почвы с наименьшим сопротивлением.
Заточка зубчатых гофрированных дисков 5 и радиально установленного ножа 3 - двусторонняя, а переднего лезвия каждого зуба 12 режущей кромки 7 лапы 2 - односторонняя, что способствует лучшему разрыву связи пласта почвы и подрезания сорняков.
Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить качество обработки почвы, снизить энергоемкость процесса рыхления без передачи значительных динамических нагрузок на базовую машину.
Источники информации
1. Максимов И.И. Энергетическая концепция эрозионной устойчивости антропогенных агроландшафтов / И.И. Максимов, В.И. Максимов. - Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2006. - 304 с.
2. Бабицкий Л.Ф. Плоскорежущий рабочий орган / Л.Ф. Бабицкий, Ю.Е. Войтенко // А.С. №600976. - Опубл. в БИ, 1978, №13.
3. Пикмуллин Г.В. Рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев, Ф.Ф. Ибляминов // Патент РФ на полезную модель №103267.
4. Патент РФ на изобретение №2494589, МПК А01В 35/18 И 49/02. Рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы / Юнусов Р.Г., Булгариев Г.Г., Пикмуллин Г.В., Данилов В.П.; заявл. 28.02.2012; опубл. 10.10.2013, бюл. №28.