КОРПУС ПЛУГА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ТОПИНАМБУРА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для основной обработки почвы при возделывании топинамбура.
Топинамбур является одной из ценнейших и высокопродуктивных культур, из клубней которой получают непревзойденную по качеству продукцию, используемую в профилактических и лечебных целях. При возделывании топинамбура наиболее благоприятные условия развития растения закладываются уже на этапе обработки почвы. Увеличение степени крошения верхнего слоя почвы создает благоприятные условия для более раннего появления всходов топинамбура, способствует интенсивному росту и развитию растения и повышению его урожайности. На получение возможно максимальной прибыли при выращивании топинамбура в большой степени влияет снижение затрат на основную обработку почвы, что достигается уменьшением тягового сопротивления рабочего органа почвообрабатывающей машины.
Существующие машины для основной обработки почвы при возделывании топинамбура осуществляют оборот пласта почвы и его частичное рыхление с затрачиванием значительной энергии.
Известен корпус плуга (Пат. РФ №2012177, Кл. А01В 15/08, 1995), содержащий стойку, на которой посредством деталей крепления смонтированы лемех, отвал и полевая доска, причем рабочая поверхность отвала выполнена в виде чередующихся полос металла и антифрикционного материала, направленных от нижнего и от полевого обрезов отвала к его бороздному обрезу, при этом каждая полоса антифрикционного материала размещена в выштампованном на рабочей поверхности отвала желобке, вместе с тем каждый расположенный выше другого желобок имеет по поверхности отвала ширину, большую чем желобок, расположенный ниже, а расстояние между обращенными друг к другу краями каждых двух смежных выше расположенных полос меньше расстояния между соответственными краями каждых двух смежных полос, расположенных ниже.
Одним из основных недостатков известного корпуса плуга является усложнение конструкции отвала за счет штамповки желобков, которое влечет за собой существенное увеличение затрат при изготовлении и снижение надежности плуга, поскольку происходит растяжение металла в боковых местах от воздействия штампа. Кроме того, заполнение желобков антифрикционным материалом путем заливки или наклейки требует тщательно подготовленной поверхности отвала и специальных дорогостоящих средств. Возникающие в слое почвы внутренние напряжения в зоне расположения антифрикционного материала в большей степени не смогут разрывать пласт почвы, поскольку на него действуют связывающие боковые силы и осуществляется подпор снизу, а также за счет связных структурных элементов почвы. В итоге затраты на основную обработку почвы велики при невысоком качестве ее обработки. В результате урожайность топинамбура не достигает желаемой величины, а себестоимость полученного продукта высока.
Известен корпус плуга (Пат. РФ №2435342, Кл. А01В 15/00, 2010), включающий стойку, лемех, башмак, отвал, полевую доску, при этом стойка выполнена в виде упругой пластины трапециевидной формы, которая в средней части повернута на 90° и прикреплена со стороны большего основания к раме плуга, а к концу отвала прикреплена решетка, пальцы которой выполнены в виде упругих пластин и повернуты у основания вдоль продольных осей на 90°.
Недостатком известного устройства корпуса плуга является низкая эксплуатационная надежность и высокие энергозатраты на обработку почвы, поскольку используется установка дополнительных устройств, способствующих усложнению конструкции, увеличению металлоемкости и повышению тягового сопротивления. Вместе с тем решетка, прикрепленная к верхнему концу отвала и предназначенная для создания колебаний плуга в продольной и поперечной плоскостях, не повлияет на улучшение крошения почвы. При этом вследствие колебания корпуса плуга не происходит прямолинейного хода, что влечет за собой образование неслитной поверхности вспаханного поля. За счет установки решетки не будет происходить полного оборота пласта почвы, что нарушает сущность технологической операции. В результате использования известного корпуса плуга для обработки почвы имеем довольно низкое качество ее обработки с высокими энергозатратами и низкой надежностью работы плуга, следствием чего является высокая себестоимость полученного продукта.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является корпус плуга, содержащий стойку, полевую доску, лемех и полосовой отвал, включающий подложку, грудь отвала, несколько полос и заднюю опору, при этом передние концы полос в зоне стыка с грудью отвала имеют вибрирующие опоры, выполненные в виде тарельчатых пружин, упоров и ограничителей отгиба (Пат. РФ №2426290, Кл. А01В 15/08, 2011, прототип).
Основным недостатком известного корпуса плуга является отсутствие полного оборота пласта почвы, поскольку при нахождении пласта почвы посередине полосового отвала уже происходит разрушение связности и частичное просыпание почвы между полосками отвала, что приводит к перемешиванию слоев почвы. Вместе с тем, когда полоса с ограничителем прогибается, сжимая пружину, появляется зазор, который будет забиваться обрабатываемым материалом, на основании чего полоса не будет получать вибрацию, и на рабочую поверхность плуга будет налипать почва. Наличие задней опоры препятствует прохождению пласта почвы по поверхности полосового отвала, что обуславливает увеличение тягового сопротивления.
Задача, решаемая данной полезной моделью, заключается в разработке конструкции корпуса плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура, обеспечивающего повышение качества обработки почвы путем увеличения степени крошения верхнего ее слоя, и снижение тягового сопротивления орудия.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в улучшении условий выращивания растений топинамбура, повышении его урожайности, невысокой себестоимости и максимально возможной прибыли от возделывания этой ценной культуры.
во
пд
Поставленная задача решена тем, что в корпусе плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура, содержащем стойку, на которой посредством деталей крепления смонтированы лемех, отвал, рабочая поверхность которого выполнена в виде нескольких полос, направленных от груди отвала к его бороздному обрезу, и полевая доска, верхний обрез отвала выполнен на уровне верхней точки полевого обреза и параллелен его нижнему обрезу, а линия бороздного обреза, образованная кромкой рабочей поверхности, перпендикулярна верхнему обрезу отвала, при этом длина верхнего обреза отвала L и длина полевой доски L связаны соотношением
пд
во
cosа=L/L,
где а - угол резания, град.
Полосы, в виде которых выполнена рабочая поверхность отвала, имеют прямоугольную форму, разную ширину и разное расстояние между ними и образованы путем выполнения прямоугольных вырезов одинаковой глубины на рабочей поверхности отвала, причем каждый последующий к верхнему обрезу отвала вырез имеет ширину большую, чем предшествующий, а расстояние между вырезами уменьшается по мере приближения к верхнему обрезу отвала.
Заявленная конструкция отвала корпуса плуга обеспечивает выполнение технологического процесса обработки почвы по классической схеме работы плуга для свально-развальной вспашки с частичным оборотом пласта почвы, обеспечивающим небольшое тяговое сопротивление корпуса плуга, чему способствует и небольшая металлоемкость рабочего органа. Снижение энергоемкости технологического процесса обработки почвы - одно из условий снижения себестоимости полученной продукции и получения максимально возможной прибыли от возделывания данной сельскохозяйственной культуры.
Рабочая поверхность отвала выполнена в виде полос, образованных в результате выполнения прямоугольных вырезов одинаковой глубины на рабочей поверхности отвала, причем каждый последующий к верхнему обрезу отвала вырез имеет ширину большую, чем предшествующий, а расстояние между вырезами уменьшается по мере приближения к верхнему обрезу отвала. Благодаря такой конструкции рабочей поверхности отвала, у почвенного пласта, проходящего по отвалу в зоне вырезов, нет опорной поверхности, что способствует созданию напряжений и разрывающих сил внутри пласта, которые обеспечивают увеличение интенсивности крошения почвы за счет частичного прохода обрабатываемого материала в вырезы и увеличение степени крошения верхнего слоя почвы. В результате такой интенсивной обработки почвы с достижением высокой степени крошения верхнего ее слоя создаются благоприятные условия для более раннего появления всходов топинамбура, интенсивного роста и развития растений топинамбура и повышения его урожайности.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображен корпус плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура, изображение в 3-D; на фиг.2 - то же, изображение в 2-D; на фиг.3 - то же, вид сверху на фиг.2.
во
пд
пд
во
Корпус плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура содержит стойку 1, на которой посредством деталей крепления смонтированы лемех 2, отвал 3 и полевая доска 4. Верхний обрез 5 отвала 3 выполнен на уровне верхней точки Е полевого обреза и параллелен его нижнему обрезу 6, а линия бороздного обреза, образованная кромкой 7 рабочей поверхности, перпендикулярна верхнему 5 обрезу отвала 3, при этом длина верхнего обреза 5 отвала L и длина полевой доски 4 L связаны соотношением cosа=L/L, где а - угол резания, град.
Угол резания и длина полевой доски - величины, которые задаются, в зависимости от типа обрабатываемой почвы, и для конкретного корпуса плуга, предназначенного для обработки почвы данного типа под заданные культуры, являются величинами постоянными.
Полосы 8, в виде которых выполнена рабочая поверхность отвала 3, направлены от груди отвала 9, имеют прямоугольную форму, разную ширину и разное расстояние между ними и образованы путем выполнения прямоугольных вырезов 10 одинаковой глубины на рабочей поверхности отвала, причем каждый последующий к верхнему обрезу 5 отвала 3 вырез 10 имеет ширину большую, чем предшествующий, а расстояние между вырезами уменьшается по мере приближения к верхнему обрезу 5 отвала 3.
Заявленный корпус плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура работает следующим образом.
При перемещении корпуса плуга в почве происходит подрезание пласта закрепленным на стойке 1 лемехом 2 и отрезание полевым обрезом отвала 3 почвы с перемещением ее на лемешно-отвальную поверхность. При движении пласта почвы по отвалу 3 происходит его деформация и частичный оборот за счет выполнения отвала 3 корпуса плуга заявленной конструкции: верхний обрез отвала выполнен на уровне верхней точки бороздного обреза и параллелен его нижнему обрезу, а линия бороздного обреза, образованная кромкой рабочей поверхности, перпендикулярна верхнему обрезу отвала. При достижении пласта почвы вырезов 10 на отвале 3 происходит создание напряжений и разрывающих сил внутри пласта, способствующих крошению почвы. За счет выполнения на отвале 3 корпуса плуга прямоугольных вырезов 10 с разными значениями ширины и расстояния между ними осуществляется увеличение степени крошения верхнего слоя почвы. Полевая доска 4 способствует устойчивому движению корпуса плуга.
Заявленный корпус плуга для обработки почвы при возделывании топинамбура промышленно применим. Изготовлен опытный образец заявленной конструкции, и выполнен полевой опыт, показывающий целесообразность применения заявленного корпуса плуга. Достигнуто увеличение степени крошения почвы, коэффициент структурности которой составил 3-4 ед. Всходы растений топинамбура за счет создания благоприятных условий получены на 5-7 дней раньше, а урожайность топинамбура увеличилась на 8-10%. Расчеты экономической эффективности применения данного корпуса плуга при обработке почвы показали снижение себестоимости продукции примерно на 5-6%.