ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ
TILLAGE INSTRUMENT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для поверхностной (минимальной) обработки почвы.
Известен ротационный рыхлитель, включающий вал с установленным на нем спирально-пластинчатым рабочим органом с заточкой и радиальными упорами, осевое крепление с торцовыми фланцами, кольца для ограничения заглубления рабочего органа [1].
Также известно почвообрабатывающее орудие, содержащее одну пару последовательно установленных на поперечных осях вращающихся рыхлителей, выполненных в виде ленточных спиралей с противоположным направлением навивки, причем оси рыхлителей кинематически связаны между собой, а диаметр и шаг спирали первого рыхлителя соответственно равны диаметру и шагу спирали второго рыхлителя [2].
Недостатками данных технических решений являются значительная энергоемкость процесса рыхления и низкое качество обработки почвы.
Известна ротационная широкозахватная борона, включающая раму с опорными колесами, секции ротационных рабочих органов с механизмом их подъема и опускания, при этом рабочая поверхность каждого шнека выполнена в виде пластинчатых пружин с противоположной навивкой [3].
Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее параллельно установленные на раме секции шнеков, выполненные в виде двухзаходных пластинчатых пружин геликоидальной формы, которые посредством цепной передачи и кулисно-рычажного механизма связаны с осью каждого из шнеков, а перед секциями последних выполнены стрельчатые лапы [4].
Недостатками вышеуказанных почвообрабатывающих орудий являются плохое качество обработки верхнего слоя почвы, значительная энергоемкость процесса рыхления, уплотнение дна борозды, причем предлагаемые рабочие органы с такой гладкой рабочей поверхностью имеют недостаточную деформацию (крошение) почвы, а геометрическая форма их рабочей поверхности не спроектирована с учетом заданных деформаций и физико-механических свойств почвы.
Также известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленным на его концах посредством фланцев спирально-пластинчатым рабочим органом с заточкой, при этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, причем передняя кромка каждого спирально-пластинчатого рабочего органа имеет треугольные зубья, а также орудие содержит упругие элементы, которые радиально установлены на фланце [5].
Недостатками данного почвообрабатывающего орудия являются наличие треугольных зубьев, гладкой рабочей поверхности спирально-пластинчатых пружин, громоздкого кожуха. Так, выполнение передних кромок пластинчатых рабочих органов в виде вырезных треугольных зубьев не способствует устойчивому движению рыхлителей (сцеплению с почвой), разбиванию крупных комьев почвы, перемешиванию ее верхнего слоя с равномерным распределением его по ширине захвата. Гладкая геометрическая форма рабочей поверхности пластинчатых пружин не полностью отвечает агротехническому требованию обработки почвы, а именно хорошему (качественному) крошению верхнего слоя почвы.
Кроме того, наличие опорных лыж под громоздким кожухом механизма привода ротационных рыхлителей препятствует заглублению рабочих органов как при наличии на поверхности поля крупных комков и растительных остатков, так и при необходимости работы на повышенной глубине хода.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат - повышение качества обработки почвы за счет интенсивного крошения почвы по всей поверхности спирально-пластинчатого рабочего органа, снижение энергоемкости процесса рыхления почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленным на его концах посредством упругих элементов, радиально установленных на фланце, спирально-пластинчатым рабочим органом с зубьями, при этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, согласно изобретению рабочая винтовая поверхность спирально-пластинчатой пружины выполнена рифленой (волнистой) в виде поверхности турбодисков, причем режущая кромка спирально-пластинчатого рабочего органа имеет волнистый контур, образованный плавно сопряженными дугами окружности, проходящий по (прилегающий периферии) винтовой линии и расположенный перпендикулярно направлению движения вала. Кроме того, рабочая поверхность в зоне ее вершины - ближе к валу рыхлителя, имеет образующую, расположенную в вертикальной плоскости к продольной оси вала и копирующую волнистый контур режущей кромки. Форма рабочей поверхности пластинчатого органа образуется движением прямой по волнистым кривым: с одним концом по контуру режущей кромки, а с другим концом - по образующей, расположенной в зоне ее вершины.
Кроме того, контур режущей кромки спирально-пластинчатого рабочего органа выполнен зубчатым, причем передняя кромка (грань) каждого зуба выполнена, с учетом физико-механических свойств почвы и сорняков, по участку логарифмической спирали (в виде когтя крота) и размещена радиально по контуру, выпуклостью вверх кривизны к горизонтальной плоскости (к поверхности поля), а тыльная кромка каждого зуба выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно к касательной, соответствующей точке контура. На концевых частях валов установлены четыре ограничителя заглубления рабочих органов, которые выполнены в виде четверти колец, равны между собой, регулируемы по высоте и размещены на фланцах с возможностью изменения своих положений от центра фланцев к их краям. Для регулирования их положений фланцы оснащены направляющими пазами и фиксаторами.
На фиг.1 изображено предложенное орудие, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (фланец с ограничителем); на фиг.3 показана схема построения рабочей поверхности спирально-пластинчатого органа; на фиг.4 - схема построения зубчатой режущей кромки спирально-пластинчатого органа (разрез Б-Б на фиг.1).
Почвообрабатывающее орудие содержит раму 1, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители. Каждый рыхлитель представляет собой установленный перпендикулярно направлению движения орудия вал 2, 3, на котором закреплен спирально-пластинчатый рабочий орган 4, 5. Направление навивки спирали на валах противоположное. На концевых частях валов 2, 3 установлены фланцы 6 с упругими элементами 7 и ограничители заглубления рабочих органов - регулируемые по высоте четыре равных между собой четверть колец 8, которые размещены на фланцах 6 с возможностью изменения своих положений от центра фланцев к их краям. Для регулирования их положений фланцы 6 оснащены направляющими пазами 9 и фиксаторами 10. Валы 2, 3 соединены между собой цепной передачей 11 с величиной передаточного отношения к заднему валу 3 больше единицы. Цепь закрыта кожухом 20.
Рабочая винтовая поверхность спирально-пластинчатой пружины 4, 5 выполнена рифленой (волнистой) в виде поверхности турбодисков, причем режущая кромка рабочего органа 4, 5 имеет волнистый контур 12, образованный плавно сопряженными дугами 13, 14 окружности, проходящий по винтовой линии и расположенный перпендикулярно направлению движения вала 2, 3. Кроме того, рабочая поверхность в зоне ее вершины - ближе к валу рыхлителя, имеет образующую 15, расположенную в вертикальной плоскости к продольной оси вала и копирующую волнистый контур 12 режущей кромки. Форма рабочей поверхности пластинчатого органа 4, 5 образуется движением прямой 16 по волнистым кривым: с одним концом прямой 16 по контуру 12 режущей кромки, а с другим концом - по образующей 15, расположенной в зоне ее вершины.
Кроме того, контур 12 режущей кромки рабочего органа 4.5 выполнен зубчатым, причем передняя кромка 17 каждого зуба 18 выполнена по участку логарифмической спирали и размещена радиально по контуру 12, выпуклостью вверх кривизны к горизонтальной плоскости, а тыльная кромка 19 каждого зуба 18 выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно к касательной (Т-Т на фиг.4), соответствующей точке контура 12.
Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.
При движении по полю рыхлители вращаются от сцепления оригинальных зубьев 18, где передняя кромка 17 каждого зуба 18 выполнена по участку логарифмической спирали радиально, а тыльная кромка 19 - по прямой линии. Под действием зубьев 18 рыхлители разбивают крупные комья почвы и перемешивают ее верхний слой, равномерно распределяя его по ширине захвата с минимальной энергоемкостью процесса рыхления. За счет регулировки высоты ограничивающих частей колец 8 глубина обработки почвы устанавливается 4-5 см. Далее частично разрыхленная почва, поднимаясь по рабочей поверхности, вступает на рифленую (волнистую) часть, которая имеет более максимальное значение угла крошения. Такое переменное по направлению воздействие рабочей поверхности спирально-пластинчатого рабочего органа 4.5 приводит к интенсивному крошению почвы без увеличения тягового сопротивления орудия.
Использование заявленного почвообрабатывающего орудия позволяет повысить качество обработки почвы, снизить энергоемкость процесса рыхления без передачи значительных динамических нагрузок на базовую машину.
Источники информации, принятые во внимание
1. SU 938766, A01 21/00; 33/02, 1980 г.
2. SU 1021354, A01B 33/02, 1980 г.
3. SU 614760, A01B 39/00, 1978 г.
4. SU 1586541, A01B 49/02, 1987 г.
5. SU 1526590, A01B 21/00; 33/02, 1989 г.