РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ЩЕЛЕВАНИЯ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для щелевания почвы.
Известен рабочий орган для щелевания почвы [Авторское свидетельство СССР патент №1071238, МПК кл. А01В 13/6, 1984], включающего стойку, выполненную в виде симметричного клина и имеющую по всей длине эластичную прокладку и вертикальную общую ось, на которой установлены сменные режущие элемент. Режущие элементы подпружинены вдоль оси пружиной и установлены на оси посредством подвески в виде направляющих штырей, шарнирно закрепленных на оси. Штыри вставлены в отверстия в режущих элементах. На штырях установлены пружины. В нижней части стойки имеется режущий элемент, выполненный в виде дренера.
Конструкция данного рабочего органа имеет следующие недостатки. В механической системе рабочего органа для щелевания почвы с подвижным креплением режущих элементов на вертикальной общей оси не обеспечивается эффективное независимое колебание сменных режущих элементов, т.к. они являются пассивными элементами. При движении рабочего органа для щелевания почвы с принятыми в почвообработке скоростями, под действием встречного массива почвы с возникающей силой сопротивления, режущие элементы будут прижиматься к стойке, сжимая пружины, установленные на штырях и будут удерживаться в прижатом положении до снижения скорости или прекращении движения устройства. Основной составляющей силы сопротивления при выполнении щелевания почвы является сила резания почвы, обусловленная ее физико-механическими свойствами: прочностью, вязкостью, уплотненностью. Значительная величина силы резания почвы, а также постоянное присутствие уплотненной зоны почвы перед режущими элементами движущегося устройства для щелевания почвы препятствуют возникновению автоколебаний пассивных режущих элементов, в результате тяговое сопротивление возрастает, а качество щелевания почвы снижается.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является рабочий орган для щелевания почвы [Авторское свидетельство RU патент №178885, МПК кл. А01В 13/16, 2018], включающий стойку с имеющими возможность перемещаться только в вертикальной плоскости сменными режущими элементами, нижний режущий элемент, выполненный в виде дренера, каждый сменный режущий элемент установлен шарнирно на стойке, на индивидуальной оси, расположенной горизонтально, тыльной частью сменные режущие элементы шарнирно соединены с подвижно размещенной в пазу внутри стойки вертикальной рейкой, которая жестко соединена со штоком гидравлического вибратора в виде короткоходового гидроцилиндра, установленного на верхней части стойки, при этом сменные режущие элементы имеют возможность перемещаться только в вертикальной плоскости.
Недостатком данной конструкции является повышенная энергоемкость работы при достаточно сложной конструкции. Значительная энергия затрачивается на преодоление сил сопротивления движению масла в гидросистеме привода гидровибратора и на преодоление сил инерции возвратно-поступательного движения поршня и штока гидроцилиндра гидровибратора. Кроме того, отсутствие колебаний нижнего режущего элемента и несогласованность колебаний сменных режущих элементов с колебаниями величины силы сопротивления почвы, также приводят к повышению затрат энергии. Наличие гидровибратора, в свою очередь, усложняет конструкцию рабочего органа.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергоемкости работы при сохранении качества и упрощении конструкции.
Технический результат достигается за счет того, что нижний режущий элемент крепится к стойке в своей нижней части шарнирно, с возможностью ограниченных угловых колебаний в продольно-вертикальной плоскости, а верхней частью шарнирно соединен с плечом вставленного в прорезь стойки, надетого на ось, коромысла, упирающегося своим сферическим концом другого плеча в нижний торец вертикальной рейки, а верхний торец вертикальной рейки взаимодействует с прикрученным к торцу стойки упругим элементом в виде пружины с механизмом регулирования силы сжатия.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает появление у рабочего органа для щелевания почвы новых свойств, отличных от прототипа.
Таким образом, заявленные признаки полезной модели соответствуют критерию «новизна».
На фиг. 1 изображена схема рабочего органа для щелевания почвы, вид сбоку, на фиг. 2 - выносной элемент А на фиг. 1.
Рабочий орган для щелевания почвы, включающий стойку 2 с имеющими возможность перемещаться только в вертикальной плоскости сменными режущими элементами 5, нижний режущий элемент, выполненный в виде дренера 3, каждый сменный режущий элемент 5 установлен шарнирно на стойке 2 на индивидуальной оси 4, расположенной горизонтально, тыльной частью сменные режущие элементы шарнирно соединены с подвижно размещенной в пазу внутри стойки вертикальной рейкой 7, причем нижний режущий элемент крепится к стойке в своей нижней части шарнирно, с возможностью ограниченных угловых колебаний в продольно-вертикальной плоскости, а верхней частью шарнирно соединен с плечом вставленного в прорезь 11 стойки, надетого на ось 9, коромысла 10, упирающегося своим сферическим концом 8 другого плеча в нижний торец вертикальной рейки 7, а верхний торец вертикальной рейки взаимодействует с прикрученным к торцу стойки 2 упругим элементом в виде пружины 6 с механизмом регулирования силы сжатия.
Работа рабочего органа для щелевания почвы осуществляется следующим образом.
При подготовке к работе по щелеванию почв различной плотности, устанавливают соответствующую силу сжатия пружины 6 упругого элемента путем совмещения и фиксации пальцем соответствующих отверстий 13 в штоке 14 и в прикрученном к стойке 2 болтами стакане 12.
При выполнении щелевания рабочий орган для щелевания погружается в почву на заданную, при этом сменные режущие элементы 5 направлены в сторону рабочего движения. При движении в почве рабочего органа для щелевания его нижний режущий элемент, выполненный в виде дренера 3, подрезает вертикальный слой почвы шириной, равной ширине дренера, образовывая дно щели. Подрезанный слой почвы наклонной поверхностью дренера перемещается вверх, уплотняя зону почвенного массива перед стойкой.
Сопротивление почвы перемещению дренера имеет переменный, случайный в статистическом смысле, характер. При увеличении сопротивления почвы, дренер 3 поворачивается в продольно-вертикальной плоскости вокруг оси 1 шарнира своего крепления, на фиг.1 по часовой стрелке, преодолевая через коромысло 10 и вертикальную рейку 7, сопротивление силы сжатия пружины 6 упругого элемента. При этом рейка 7 перемещается вверх, сжимая пружину и вынуждая сменные режущие элементы 5 поворачиваться вокруг осей 4 своих шарниров, на фиг.1 против часовой стрелки.
В следующий момент времени, когда сопротивления почвы снижается, возросшая сила сжатия пружины 6 упругого элемента перемещает рейку 7 вниз и вынуждает дренер 3 и сменные режущие элементы 5 поворачиваться в обратном направлении в исходное положение, на фиг.1 против часовой стрелки. Такой процесс колебаний при движении агрегата происходит непрерывно.
Таким образом, согласованные с переменным сопротивлением почвы колебания дренера 3 и сменных режущих элементов 5 и отсутствие гидровибратора позволяют снизить энергоемкость работы при упрощении конструкции.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР патент №1071238, МПК кл. А01В 13/6, 1984.
2. Авторское свидетельство RU патент №178885, МПК кл. А01В 13/16, 2018.