КОРПУС БЕЗОТВАЛЬНОГО ПЛУГА
BOARDLESS PLOW BODY

Изобретение относится к почвообрабатывающим машинам, в частности к рабочим органам плугов.
Известен безотвальный корпус плуга, содержащий стойку, лемех, расширитель и щиток с вырезами, контуры кромок которых выполнены по форме логарифмической спирали. Контуры поперечных сечений рабочих поверхностей щитка выполнены в виде трех соприкасающихся логарифмических спиралей [Пат. Украины №52685 на изобретение «Безотвальный корпус плуга», А01В 15/00. - Заяв. 15.03.1999; Опубл. 15.01.2003, Бюл. №1, 2003 г].
Недостатками известного устройства являются сложность изготовления и восстановления при износе лемеха, расширителя и щитка с вырезами по форме логарифмической спирали и поперечными сечениями рабочих поверхностей в виде трех соприкасающихся логарифмических спиралей, а также отсутствие возможности регулировки угла установки корпуса плуга к направлению его движения.
В качестве прототипа принят безотвальный корпус плуга, содержащий лемех, расширитель, вертикальную стойку и установленный на ней под углом к направлению движения плоский вертикальный щиток. Щиток, лемех и расширитель выполнены в виде пластин с плоскими рабочими поверхностями и прямолинейными режущими лезвиями [Карпенко А.П., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - с. 15-16].
Прототип имеет следующие недостатки. Плоские рабочие поверхности щитка и расширителя при работе корпуса плуга не создают знакопеременных изгибающих моментов, действующих на подрезамый пласт почвы, что ухудшает его рыхление. Прямолинейные режущие кромки щитка и расширителя создают большие нормальные давления на стенку и дно борозды, вызывающие дополнительные нормальные реакции почвы на корпус плуга и уплотняющие стенку и дно борозды. На вредные уплотнения стенки и дна борозды щитком и расширителем расходуется дополнительная энергия. Большие нормальные реакции почвы на рабочие поверхности корпуса плуга вызывают их интенсивное изнашивание, что снижает долговечность корпуса плуга. Не предусмотрена возможность изменения угла установки корпуса плуга к направлению его движения. В результате прототип имеет большое тяговое сопротивление и недостаточно рыхлит почву.
Техническим результатом изобретения является улучшение качества рыхления почвы, снижение энергетических затрат при выполнении технологического процесса, а также повышение долговечности и обеспечение ремонтопригодности корпуса безотвального плуга.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками изобретения, является наличие в корпусе безотвального плуга вертикальной стойки, установленного на ней под углом к направлению движения вертикального щитка и расширителя.
Новыми существенными признаками изобретения являются: выполнение расширителя в виде ножа с лезвием по форме логарифмической кривой, с возможностью его перестановки по высоте по нескольким парам отверстий в стойке и установки дополнительных расширителей по высоте стойки с верхней цилиндрической частью и долотом в ее нижней части; наличие тарельчатых рыхлителей выпуклой формы в задней части вертикального разрезающего щитка, которые выступают назад относительно его заднего края на величину, равную  их диаметров, и размещены с шагом, равным двум их диаметрам.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где:
Фиг. 1 - Корпус безотвального плуга (вид сбоку);
Фиг. 2 - Сечение А-А фиг. 1.
Корпус безотвального плуга (фиг. 1) содержит вертикальную стойку 1 с цилиндрической частью 2 вверху. На вертикальной стойке 1 закреплены, с помощью болтовых соединений 3, вертикальный разрезающий щиток 4, установленный на вертикальной стойке 1 под углом к направлению движения, долото 5 и расширитель 6, выполненный в виде ножа с лезвием 7 по форме логарифмической кривой. Вертикальный разрезающий щиток 4 имеет спереди одностороннее заостренную часть 8. В задней части вертикального разрезающего щитка 4 закреплены, с помощью болтовых соединений 3, тарельчатые рыхлители 9 выпуклой формы, которые выступают назад относительно заднего края 10 разрезающего щитка 4 на величину, равную  их диаметров d. Шаг 5 размещения тарельчатых рыхлителей 9 равен двум их диаметрам d. В стойке 1 предусмотрены несколько пар отверстий 11 для обеспечения возможности перестановки расширителя 6 по высоте и установки, при необходимости, дополнительных расширителей 12 по высоте стойки.
Корпус безотвального плуга функционирует следующим образом. Перед началом работы вертикальная стойка 1 фиксируется под необходимым углом к направлению движения v цилиндрической частью 2 на раме плуга (на схеме не показана). При заглублении в почву корпуса плуга и его движении в направлении v, вертикальный разрезающий щиток 4, установленный на вертикальной стойке 1 под углом к направлению движения, односторонней заостренной частью 8 отрезает от стенки борозды пласт в вертикальной плоскости, а долото 5 и расширитель 6 способствуют его скалыванию снизу. За счет наличия одностороннее заостренной части 8 щитка 4 и лезвия 7 по форме логарифмической кривой расширителя 6 снижается усилие внедрения корпуса плуга в почву и отделения им ее пласта. Отрезанный пласт почвы скользит по щитку 4, разрыхляется тарельчатыми рыхлителями 9, а затем падает на дно борозды. При этом в зонах резания почвы, за счет выпуклой формы тарельчатых рыхлителей 9, создается давление, при котором силы трения и сцепления между частицами почвы становятся больше сил трения и сцепления между почвой и рабочими поверхностями корпуса плуга. Эти условия вызывают скольжение почвы по поверхности щитка 4 и тарельчатых рыхлителей 9, способствуя ее рыхлению. Совокупность выпуклостей тарельчатых рыхлителей 9 и впадин между ними способствует созданию различных концентраций давлений на почву в продольно-вертикальной плоскости по всей высоте щитка 4 и возникновения разноименных изгибающих моментов, воздействующих на пласт, что повышает интенсивность рыхления почвы по всей глубине хода корпуса безотвального плуга. Наличие в вертикальной стойке 1 отверстий 11 позволяет разместить расширитель 6 в оптимальном по высоте положении для обеспечения минимальных энергетических затрат при рыхлении почвы корпусом плуга, а также установить, при необходимости, дополнительные расширители 12 для интенсификации послойного рыхления почвы. В процессе работы корпуса безотвального плуга наиболее интенсивному износу подвергаются тарельчатые рыхлители 9, а вертикальный разрезающий щиток 4 изнашивается меньше. Изношенные тарельчатые рыхлители 9 легко можно заменить новыми при ремонте. Лезвие 7 по форме логарифмической кривой расширителя 6 создает равномерное распределение контактного давления на почву и, как следствие, равномерно изнашивается по ширине расширителя 6, в результате чего увеличивается межремонтная наработка корпуса плуга.
Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Выполнение расширителя в виде ножа с лезвием по форме логарифмической кривой с возможностью его перестановки по высоте по отверстиям в стойке, имеющей долото в нижней части, и односторонне заостренного спереди вертикального разрезающего щитка способствует снижению усилия внедрения корпуса плуга в почву и отделения им ее пласта с минимальными энергозатратами. Установка тарельчатых рыхлителей выпуклой формы в задней части вертикального разрезающего щитка, которые размещены с шагом, равным двум их диаметрам, и выступают назад относительно заднего края разрезающего щитка на величину, равную  их диаметров, обеспечивает интенсивное рыхление почвы и уменьшение сил ее нормальной реакции на рабочие поверхности корпуса плуга, что снижает интенсивность их изнашивания, увеличивая долговечность корпуса безотвального плуга. При этом изношенные тарельчатые рыхлители легко можно заменить новыми при ремонте. Выполнение по форме логарифмической кривой лезвия расширителя обеспечивает его равномерное изнашивание по ширине, в результате чего увеличивается межремонтная наработка корпуса плуга.
Результатом использования изобретения является улучшение качества рыхления почвы, снижение энергетических затрат при выполнении технологического процесса и повышение долговечности корпусов безотвального плуга с обеспечением их ремонтопригодности.