ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ МАШИНА АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим орудиям, например к плугам, культиваторам.
Известны почвообрабатывающие машины в виде рабочих органов культиваторов, выполненные в виде лапы (Кушнарев А.С.Обработка почвы при интенсивном возделывании полевых культур. М.: Агропромиздат, 1988, 254 с.), укрепленной на стойке, впереди которой для перерезания стелющихся сорняков, уменьшения залипания лапы почвой и устранения обволакивания ее сорняками установлен неподвижно нож, расположенный в продольно-вертикальной плоскости с наклоном вперед.
Недостатком известных рабочих органов культиваторов является недостаточное снижение тягового сопротивления их, а нож не полностью устраняет залипание лап почвой.
Прототипом предлагаемой конструкции является почвообрабатывающая машина - культиватор (АС №358985 МКИ: А 01 В 33/06) включающий в себя режущий элемент - лапу и стойку перед которой установлен гибкий элемент, например струна с целью снижения тягового сопротивления и уменьшения залипания и обволакивания сорняками.
Недостатком данного изобретения является то, что жесткое крепление струны на стойке культиватора в процессе работы приводит к незначительным колебаниям, ведущим к некачественной очистке стойки от сорной растительности и уменьшению накопления почвы на лобовой поверхности стойки, и как следствие этого повышение тягового сопротивления.
Технической задачей полезной модели является снижение тягового сопротивления.
Техническая задача достигается тем, что в почвообрабатывающей машине автоколебательного действия включающей в себя закрепленные на раме
стойку с режущими элементами перед которой установлен гибкий элемент с наклонном вперед, где согласно предложению гибкий элемент, например стальной канат, одним концом жестко закреплен на конце стойки почвообрабатывающей машины, а другим подвижно посредством пружинного элемента на раме почвообрабатывающей машины, причем предварительное натяжение гибкого элемента установлено на уровне равном, или большем твердости обрабатываемой почвы, а сам гибкий элемент расположен в плоскости проходящей через вертикальную ось стойки, а величина угла наклона гибкого элемента в продольно вертикальной плоскости ограничена величиной сжатия пружины не превышающей 2-5 мм, при этом частота сжатия пружины при ее жесткости от 90 до 120 Нмм находится в диапазоне от 8 до 12 Гц, кроме того, пружинный элемент выполнен в виде набора тарельчатых или цилиндрических пружин сжатия, чередующихся по направлению навивки, причем диаметр гибкого элемента выбран в диапазоне от 0,4 до 0,5 в зависимости от толщины стойки, но не более 15-16 мм, а так же гибкий элемент закреплен в нижней части стойки почвообрабатывающей машины посредством клинового зажима.
В отличие от прототипа гибкий элемент почвообрабатывающей машины автоколебательного действия закреплен подвижно с возможностью колебательного действия посредством пружинного элемента и расположен в плоскости проходящей через вертикальную ось стойки, что позволяет достичь задачу полезной модели, повысить качество очистки стойки от сорной растительности и залипания.
На фиг.1 показан общий вид почвообрабатывающей машины автоколебательного действия, фиг.2 вид спереди.
Почвообрабатывающая машина автоколебательного действия (фиг.1) включает в себя раму 1 на которой жестко закреплена стойка 2 на конце которой с помощью болтов 3 установлены режущие элементы 4. В отверстие 5 режущего элемента 4 и стойки 2 с помощью клинового зажима 6 крепится нижний конец гибкого элемента 7. На другом конце гибкого элемента 7 закреплено
натяжное устройство 8, которое крепится с помощью гайки 9 через седловые шайбы 10 и пружинный элемент на раме 1 почвообрабатывающей машины автоколебательного действия. Пружинный элемент выполнен в виде набора цилиндрических (тарельчатых) пружин 11 и 12 сжатия чередующихся по направлению навивки. Гибкий элемент 7 на стойке 2 установлен с предварительным натяжением посредством гайки 9 и седловые шайбы 10. Предварительное натяжение пружин 11 и 12 выбирают в зависимости от прочности разрабатываемой почвы. Диаметр гибкого элемента 7 (фиг.2) выбирают в зависимости от толщины стойки 2 в пределах 0,4-0,5 толщины, но не более 16 мм. Высота пружинного элемента в состоянии сжатия обеспечивает увеличение длины гибкого элемента 7 на 2-5 мм и угла наклона α в продольно вертикальной плоскости (фиг.1) в нижней части стойки 2 и угла β в верхней части стойки 2.
Почвообрабатывающая машина автоколебательного действия работает следующим образом.
При обработке почвы почвообрабатывающей машиной автоколебательного действия при глубине обработке Н на гибкий элемент 7 и стойку 2 (фиг.1) действует сила F сопротивления резанию почвы, зависящая от физико-механических свойств почвы. Воздействие силы F приводит к отклонению гибкого элемента от первоначального на угол α в нижней части стойки 2 и угол β в верхней ее части за счет сжатия пружин 11 и 12. В процессе работы сила F постоянно меняет свою величину ввиду непостоянства сил сопротивления вызванной неоднородностью почвы. Таким образом гибкий элемент 7 в какой-то момент прогибаясь накапливает энергию в пружинах 11 и 12 которая в последствии реализуется на возврат гибкого элемента 7 в исходное состояние производя при этом резание обрабатываемой почвы. Процесс сжатия и восстановления пружин 11 и 12 приводит в колебательное действие гибкий элемент 7 придавая процессу резания колебательный режим. Вибрация гибкого элемента 7 позволяет снизить сопротивление на процесс резания почвы, стряхивать и освобождаться от растительности, придавая процессу
резания динамический характер.
Прорезанная щель в почве гибким элементом 7 в значительной мере облегчает прохождение в почве стойки 2.
При скорости тягача в пределах 2-2,5 м/с почвообрабатывающая машина работает в режиме автоколебания с частотой 8-12 Гц в зависимости от жесткости пружин 11 и 12 колеблющейся в пределах 90-120 Нмм.
Установка гибкого элемента 7 в плоскости вертикальной оси стойки 2 снижает боковой увод машины, напряжение в раме 1, накоплению сорной растительности и залипанию лобовой части стойки 2 осуществляющей резание почвы.
Почвообрабатывающая машина автоколебательного действия может работать в поле при большей влажности почвы, а так же в более прочных почвах, что позволяет расширить время использования почвообрабатывающих машин, повышая до предела их производительность.
Кроме того, колебательные действия, передающиеся на почву от гибкого элемента 7, в значительной мере улучшают качество крошения почвы, что немаловажно.
Снижение диаметра гибкого элемента 7 менее 0,4 толщины стойки 2 приводит к увеличению сопротивления на резание почвы машины в целом, так же как и увеличение более 0,5 толщины стойки 2.
Снижение жесткости пружин 11 и 12 ниже значений прочности почвы, может привести к потере автоколебательных свойств гибкого элемента 7, ввиду постоянства величины пружинного элемента.
Жесткость пружин 12 и 13 задается величиной их сжатия, предварительно подобрав их по упругости. Замена гибкого элемента 7 осуществляется в следующей последовательности:
1. Отвинчивается гайка 9 натяжного устройства 8.
2. Выбивается клиновой зажим 6 из отверстия 5.
3. Снимается гибкий элемент 7.
Установка гибкого элемента 7 осуществляется в обратной последовательности,
при этом клиновой зажим 6 устанавливается узкой частью клина вверх, а излишняя длина гибкого элемента 7 удаляется у клинового зажима 6 после полного выбора слабины гибкого элемента 7 гайкой 8 натяжного устройства 8.
Таким образом, использование полезной модели позволяет достичь следующих результатов:
1. Снизить сопротивление на обработку почвы;
2. Повысить производительность;
3. Снизить расход топлива.