Рабочий орган культиватора
CULTIVATOR WORKING BODY

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для поверхностной обработки почвы, сильно засоренной сорной растительностью.
Известно почвообрабатывающее орудие, включающее культиваторную лапу со стойкой, имеющее прорезь и размещенный в ней рыхлящий рабочий орган, закрепленный на горизонтальной оси поворота, при этом с целью уменьшения тягового сопротивления и забивания орудия пожнивными остатками, рыхлящий рабочий орган выполнен в виде плоского диска с режущими кромками, а его ось поворота размещена перед стойкой (SU, авторское свидетельство, №895298).
К недостаткам данного почвообрабатывающего орудия относятся, незначительная зона обработки почвы перед стойкой и возможность обволакивания стойки лапы растительными остатками.
Известен рабочий орган для предпосевной и поверхностной обработки почвы, включающий дисковый нож и плоскорежущие рабочие органы, установленные на стойках, при этом плоскорежущие рабочие органы выполнены в виде стрельчатых полулап и закреплены на стойках по обеим сторонам дискового ножа, при этом носок левой полулапы вынесен вперед относительно оси дискового ножа и расположен выше лезвия дискового ножа, а заглубление лезвия дискового ножа относительно лезвия стрельчатой полулапы принято из расчета перерезания всех растительных остатков, носок правой полулапы размещен на оси дискового ножа, а лезвие правой полулапы размещено на одном уровне с лезвием левой полулапы, которые выполнены двухгранными с острым ребром, направленным в сторону движения рабочего органа (Патент РФ, №2433583).
К недостаткам описанного изобретения относятся возможность обволакивания стойки лапы растительными остатками. Это вызвано тем, что режущей кромкой дискового ножа стебли растений перерезаются, а подрезанная стрельчатой лапой корневая система направляются на стойку и обволакивает ее.
Известен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий клинообразную стойку с долотом, тукопровод на задней части лемеха, на ее нижней части и установленный в створе стойки дисковый нож, снабженный окнами между лезвийной и монтажной частями, при этом окна дискового ножа снабжены отбортовками, поочередно ориентированными в боковых направлениях. (Патент РФ, №2195095).
Недостаток данного изобретения состоит в том, что стойка дискового ножа жестко закреплена на раме орудия, как и клинообразная стойка с долотом. Это приводит к необходимости установки дополнительных балок и креплений на раме для установки ножа. Кроме того, увеличивается количество монтажных работ при перестановке рабочих органов на другую схему обработки почвы, так как дисковый нож должен устанавливаться впереди стойки с долотом.
Более близким аналогом к решаемой проблеме является известное приспособление для защиты стойки культиваторной лапы от нависания сорняков, включающее свободно вращающийся дисковый нож, установленный впереди стойки культиваторной лапы в створе с ней с возможностью регулировки глубины погружения в почву, при этом дисковый нож прикреплен непосредственно к стойке культиваторной лапы (Патент РФ, №190299).
Недостаток данного изобретения состоит в том, что при работе в верхнем слое почвы со значительным количеством сорных растений и пожнивных остатков подобные ножи не обеспечивают требуемого качества работы. Это вызвано тем, что реакция почвы и корней растений направлена вверх, а режущая кромка не перерезает пожнивные остатки. Следует отметить, что при наезде на препятствие, корни большого диаметра или переуплотненную почву дисковый нож поднимется вместе со стойкой выглубляя стрельчатую лапу, а это приводит к нарушению агротехнических требований по глубине обработки почвы.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -уничтожение сорной растительности и сохранения влаги при поверхностной обработке почвы на паровых полях, а также в междурядьях, возделываемых широкорядным способом сельскохозяйственных культур в орошаемом и неорошаемом земледелии.
Технический результат - снижение тягового сопротивления и повышение качества обработки почвы за счет использования регулируемого угла наклона сферического диска, обеспечивающего полное подрезание сорняков в верхнем горизонте почвы, исключение нависания стеблей на стойке и предотвращение выноса влажной почвы на обрабатываемую поверхность.
Указанный технический результат достигается рабочим органом культиватора, включающим свободно вращающийся дисковый нож, установленный впереди стойки культиваторной лапы в створе с ней с возможностью регулировки глубины погружения в почву, при этом дисковый нож прикреплен непосредственно к стойке культиваторной лапы, при этом, дисковый нож выполнен в виде сферического диска, который установлен под углом атаки к направлению движения, равным половине угла раствора культиваторной лапы, а ось сферического диска закреплена на поводке подвижно соединенным с рычагом, который имеет возможность регулирования углового положения в вертикальной плоскости, которое устанавливается перестановкой фиксатора по отверстиям в рычаге, шарнирно болтом соединенного со стойкой, перемещение которого в вертикальной плоскости устанавливается перестановкой пружины по отверстиям в рычаге.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен рабочий орган культиватора, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид спереди; на фиг. 4 - узел А подвижное соединение рычага и поводка, вид сверху; на фиг. 5 - сечение подвижного соединения рычага и поводка по линии А-А на виде сверху, узла А; на фиг. 6 - динамика образования зоны деформации почвы сферическим диском;
Рабочий орган культиватора (фиг. 1) содержит стойку 1, культиваторную лапу 2. На стойке 1 шарнирно болтом 3 закреплен рычаг 4, на котором располагаются отверстия 5. Между рычагом 4 и стойкой 1 установлена пружина 6, которая одним концом соединена с рычагом 4, а другим со стойкой 1. К рычагу 4 (фиг. 2) подвижно присоединен поводок 7, на котором расположены отверстия 8 и фиксатор 9. На поводке 7 жестко закреплена ось 10, на которой с возможностью свободного вращения установлен сферический диск 11 под углом „а" к направлению движения v, равным половине угла раствора культиваторной лапы 2.
Рабочий орган культиватора работает следующим образом.
При работе культиватора закрепленная на стойке 1 стрельчатая лапа 2 производит подрезание слоя почвы на заданную глубину „h". При этом корни сорняков и другие растительные остатки частично подрезаются или разрываются, но в основной массе нависают на лобовой поверхности стойки 1. Для лучшей очистки рабочего органа от растительных остатков перед стойкой движется сферический диск 11, который осью 10 закреплен на поводке 7 и шарнирно соединенный с рычагом 4. Диск 11 взаимодействуя с почвой, получает вращение и производит рыхление верхнего слоя почвы, а также удаление растительных остатков и корневой системы в стороны от лобовой поверхности стойки 1.
Глубина обработки почвы и ширина обрабатываемой полоски регулируется изменением угла „β" наклона сферического диска 11 (фиг. 3). Для этого необходимо переставить фиксатор 9 в соответствующее отверстие 8 поводка 7 (фиг. 4), (фиг. 5). Отверстия на поводке расположены так, что перестановка на одно отверстие изменяет угол наклона диска на 10°. Максимальный угол наклона 20°.
При работе игольчатого диска 11 образуется зона деформации почвы в виде полоски шириной „а" (фиг. 6) без растительных остатков и корневой системы, взрыхленной на глубину „h" идущую перед лобовой поверхностью стойки 1. Предотвращая обволакивание стойки растительными остатками.
В случае попадания на пути, движущегося рабочего органа препятствий, срабатывает пружина 6, обеспечивая диску 11 возможность перемещения в вертикальной плоскости с целью копирования обрабатываемой поверхности почвы. Жесткость пружины 6 и сила прижатия диска 11 к почве регулируется перестановкой пружины 6 по отверстиям 5 на рычаге 4.
Минимальный угол „β" наклона сферического диска соответствует обработке почвы с малым количеством сорных растений, а при увеличении количества сорняков угол наклона сферического диска следует увеличивать. Можно сделать вывод, что, изменяя угол наклона сферического диска в зависимости от степени засоренности поля мы можем уменьшать тяговое сопротивление агрегата, а, следовательно, и снижение энергетических затрат.
Таким образом, заявленная конструкция рабочего органа культиватора обеспечивает снижение тягового сопротивления и повышение качества обработки почвы за счет использования регулируемого угла наклона сферического диска, обеспечивающего полное подрезание сорняков в верхнем горизонте почвы, исключение нависания стеблей на стойке и предотвращение выноса влажной почвы на обрабатываемую поверхность.