РАБОЧИЙ ОРГАН ПЛОСКОРЕЗА-РЫХЛИТЕЛЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для глубокой обработки почвы.
Известен рабочий орган для безотвальной обработки почвы, включающий раму, плоскорежущую лапу, установленные на крыльях лапы вертикальные ножи, снабженные полукруглой выемкой, которая расположена на верхней его кромке и выпуклостью обращена к крылу лапы (авт. св-во СССР №1500169, М. Кл. А 01 В 13/08, опубл. 15.08.89 г.).
Ножи выполнены в виде плоских элементов и закреплены с одинаковым расстоянием на рабочей поверхности плоскорежущей лапы так, что плоскость ножа параллельна плоскости стойки, а режущая кромка ножа составляет угол 60° с плоскостью плоскорежущей лапы.
Известная конструкция дополнительно снабжена компрессором с приводом от вала отбора мощности трактора, баллоном, соединенным с компрессором трубопроводом высокого давления и т.д.
При движении плоскореза-рыхлителя плоскорежущая лапа подрезает слой почвы и одновременно ножи зарождают в ней
трещины. Под действием сжатого газа слой почвы разрыхляется, происходит образование новых трещин, что приводит к интенсивному рыхлению почвы.
Известное устройство позволяет снизить энергозатраты и повысить качество крошения почвы.
Однако известное устройство очень сложно конструктивно и, как следствие, сложно в эксплуатации. Кроме того, оно не надежно.
Известен рабочий орган для безотвальной обработки почвы, выбранный в качестве ближайшего аналога, включающий стойку с плоскорежущей лапой, по ширине захвата которой установлены стабилизаторы в виде клиновых пластин, при этом носок каждой клиновой пластины закреплен шарнирно в передней части лапы, на которой установлены кулачки для взаимодействия через упругие элементы с каждой пластиной (см. авт. св-во СССР №1014480, М. Кл. А 01 В 35/26, опубл. 30.04.83 г.).
В известном устройстве пластины стабилизаторов передней частью закреплены на башмаке рабочего органа, задняя часть клиновых пластин стабилизатора взаимодействует с поворотным кулачком и через систему рычагов обеспечивает изменение положения стабилизаторов в продольно-вертикальной плоскости,
что по мнению создателей известного устройства позволяет улучшить качество крошения почвы независимо от физико-механического состава почвы и глубины обработки.
Изменение положения стабилизатора в продольно-вертикальной плоскости, повышает приспосабливаемость рабочего органа к изменяющимся условиям почвы. При этом под воздействием применяющихся сил сопротивления почвы стабилизаторы под воздействием упругих элементов приходят в автоколебания, что также повышает качество крошения почвы.
Однако известное устройство не лишено недостатков. Конструктивно данный рабочий орган достаточно сложен, включает большую номенклатуру деталей, из-за чего недостаточно надежен. Кроме того, входящие в его состав шарнирные соединения и привод, из-за сложных условий эксплуатации, не надежны. При этом, из-за возможного выхода из строя некоторых элементов, например изгиба штанги или рычага, или обрыва упругого элемента, стабилизатор, либо прекращает колебания, либо утрачивает способность изменять положение стабилизатора в продольно-вертикальной плоскости и, как следствие, утрачивает возможность качественно измельчать почву.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена данная полезная модель, является упрощение конструкции, повышение ее надежности и повышение качества обработки почвы в зависимости от ее состояния.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем органе плоскореза-рыхлителя, включающего стойку с плоскорежущей лапой и башмаком, на котором расположены стабилизаторы, закрепленные с возможностью изменения положения их задней части по углу установки в зависимости от состояния почвы, согласно полезной модели, положение задней части стабилизаторов изменяется в плоскости рабочих поверхностей относительно продольно-вертикальной плоскости от положения каждого вдоль продольно-вертикальной плоскости до положения к ней под углом до 25° в сторону стойки.
При этом количество стабилизаторов на каждой из рабочих поверхностей составляет от 1 до 2.
Изменение положения задней части стабилизаторов в плоскости рабочих поверхностей относительно продольно-вертикальной плоскости от положения вдоль продольно-вертикальной плоскости до положения к ней под углом 25° в сторону стойки позволяет решить поставленный перед полезной
моделью технический результат.
Это обеспечивается за чет того, что заявляемый рабочий орган конструктивно более прост, поскольку содержит минимальное количество, причем простых деталей -пятка с прорезью и болты крепления. Конструктивная простота и использование простых деталей, используемых в конструкции регулировки угла наклона стабилизатора в заявляемом рабочем органе, обеспечивают не только упрощение конструкции в целом, но и большую надежность его работы: практически исключаются поломки и выходы его из строя. Заявляемая конструкция проста в обслуживании и ремонте, что также способствует решению поставленного перед полезной моделью технического результата.
Заявляемая конструкция рабочего органа обеспечивает возможность регулировать величину сдвигания почвы, чем достигается более высокая степень крошения почвы в зависимости от ее состояния, а также получение в результате обработки пригодной для сельскохозяйственных работ борозды, что значительно повышает качество обработки почвы в зависимости от ее состояния.
Это обеспечивается именно за счет возможности регулировки угла установки задней части стабилизатора в плоскости рабочей поверхности относительно продольно-вертикальной плоскости и возможности установки на башмаке лапы требуемого количества стабилизаторов в зависимости от состояния обрабатываемой почвы.
Высокое качество крошения почвы заявленным рабочим органом на почвах различного механического состава (легких, средних и тяжелых) обеспечивается за счет осуществления дополнительного деформирующего воздействия на пласт почвы, оказываемого сдвигом во внутреннюю сторону подрезанного и разделенного на вертикальные доли слоя почвы. При этом в зависимости от механического состава обрабатываемой почвы за счет регулирования угла наклона задней части стабилизатора регулируется степень сдвига пласта почвы и соответственно степень этого дополнительного деформирования: чем тяжелее почва, тем требуется большая степень дополнительного деформирования вертикальной доли пласта почвы для достижения высокой степени ее крошения, которая обеспечивается установкой задней части стабилизатора относительно продольно-вертикальной плоскости под
большим углом, благодаря чему и достигается большая степень сдвига вертикальной доли пласта почвы.
Механизм сдвига вертикальной доли пласта почвы происходит следующим образом. При движении плоскореза рыхлителя плоскорежущая лапа подрезает пласт почвы, который затем перемещается по рабочей поверхности лапы и башмака и взаимодействует со стабилизатором, установленным на башмаке. Стабилизатор, установленный на башмаке заявленным образом, оказывает воздействие на подрезанный пласт почвы, разделяет (разрезает) его на вертикальные доли и направляет их по обе стороны от стабилизатора. В образовавшихся вертикальных долях за счет деформаций сжатия и растяжения, создаваемых стабилизатором, происходит образование множественных трещин, благодаря которым и осуществляется крошение почвенных агрегатов на агрономические фракции. Кроме того вокруг стабилизатора происходит интенсивное рыхление почвы, что также увеличивает ее крошение.
При этом, приподнятый лапой слой почвы за счет того, что лапа выполнена в виде трехгранного клина, сначала перемещается к периферии, но встречая на своем пути стабилизатор, задняя часть которого установлена заявленным образом относительно продольно-вертикальной
плоскости, меняет направление своего движения и начинает перемещаться (сдвигаться) от периферии к центру. Кроме увеличения степени крошения почвы, при этом происходит также выравнивание слоя почвы по ширине и толщине борозды, что делает ее пригодной для сельскохозяйственных работ.
Заявляемые пределы изменения угла установки задней части стабилизатора подобраны экспериментально и многократно апробированы.
Установка же задней части стабилизатора со смещением не в сторону стойки (не во внутрь) приводит к тому, что не смотря на разделение подрезанного пласта почвы на вертикальные доли, в последующем происходит крошения этих вертикальных долей на агрономически фракции более крупных размеров. Образование фракций крупных размеров, объясняется по мнению заявителя именно отсутствием последующего сдвига вертикальной доли пласта почвы во внутреннюю сторону, что исключает дополнительное его деформирование. Кроме того за счет того, что пласт почвы сдвигается в сторону от стойки, получается развальная борозда, непригодная для сельскохозяйственных работ.
При установке задней части стабилизатора под углом относительно продольно-вертикальной плоскости большим чем 25°,
имеет место не разделение (разрезание) подрезанного пласта почвы на вертикальные доли, а сдвигание его в основном во внутреннюю сторону, причем с образованием при этом агрономически фракций также большего размера, при этом за счет сдвигания массы почвы именно в центральную часть борозды, последняя представляет собой нагромождение почвы и не пригодна для сельскохозяйственных работ. Это по мнению заявителя объясняется тем, что при таком расположении задней части стабилизатора он воздействует на пласт почвы как препятствие.
Заявляемое количество стабилизаторов, устанавливаемых на рабочих поверхностях необходимо и достаточно для решения поставленного перед полезной моделью технического результата.
Данное количество зависит от ширины захвата рабочего органа, например для рабочих органов культиваторов-плоскорезов, имеющих небольшую ширину, на рабочих поверхностях устанавливают по одному стабилизатору с каждой стороны. Для рабочих органов плоскорезов-глубокорыхлителей на каждой рабочей поверхности устанавливают по два стабилизатора. Большее количество устанавливаемых на каждой их рабочей поверхностей стабилизаторов не целесообразно из-за увеличения тягового сопротивления.
Отсутствие стабилизаторов на рабочих поверхностях приводит к недостаточному крошению почвы и образованию глубоких борозд после прохода рабочего органа.
Количество стабилизаторов, устанавливаемых на рабочих поверхностях, зависит и от состояния почвы. При легкой почве даже на рабочий орган с большой шириной захвата достаточно установить по одному стабилизатору на каждой из рабочих поверхностей, а при тяжелых почвах с небольшой шириной захвата потребуется по два стабилизатора на каждой из рабочих поверхностей.
Заявляемая полезная модель представлена на чертежах.
На фиг.1 - представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1 (один из стабилизаторов показан установленным в положении вдоль продольно-вертикальной плоскости, второй стабилизатор - в положении к ней (стойке) под углом 25°.
Рабочий орган плоскореза рыхлителя содержит стойку 1, с плоскорежущей лапой 2, башмак 3, на котором закреплены пятки 4 стабилизатора 5. Стабилизаторы 5 закреплены таким образом, что задние их части имеют возможность изменять свое положение. Положение задних частей стабилизаторов 5 может изменяться в
плоскости рабочей поверхности башмака 3 относительно продольно-вертикальной плоскости, причем от положения вдоль продольно-вертикальной плоскости до положения к ней под углом до 25° в сторону стойки. Положение задней части стабилизаторов изменяется путем их перемещения по прорези 6, проделанной на пятке 4, относительно передней части.
При легкой почве и небольшой ширине захвата на башмаке 3 закрепляют по одному стабилизатору 5 и ее заднюю часть устанавливают вдоль продольно-вертикальной оси. При средней почве количество стабилизаторов может колебаться от 1 до 2 на каждую сторону лапы 2 (определяется пробным рыхлением), а заднюю часть стабилизаторов 5 устанавливают на башмаке относительно продольно-вертикальной плоскости под углом 5-15° во внутрь (в сторону стойки). При тяжелых почвах количество стабилизаторов составляет на каждую сторону лапы по 2, а заднюю часть стабилизаторов 5 устанавливают на башмаке 3 относительно продольно-вертикальной плоскости под углом 15-25° в сторону стойки.
Изменение угла установки задней части стабилизатора 5 осуществляется путем перемещения его задней части по прорезям 6,
проделанным в пятке 4. Фиксация стабилизаторов 5 осуществляется болтами 7.
Рабочий орган работает следующим образом.
В процессе движения лапа 2 подрезает пласт почвы, который перемещается по рабочей поверхности лапы 2 и башмака 3, где взаимодействует со стабилизаторами 5, которые в свою очередь воздействуют на пласт почвы, сдвигают его во внутреннюю сторону, деформируя его при этом. Во время контакта пласта почвы с поверхностью стабилизатора 5 в нем (пласте почвы) происходит зарождение дополнительных трещин, которые обеспечивают при последующем сдвиге требуемое качество крошения пласта. Заявляемая конструкция рабочего органа обеспечивает высокое качество объемного рыхления.
Полезная модель поясняется примерами ее осуществления.
Пример №1. Работа плоскореза-рыхлителя в полевых условиях при обработке стерни на легких по механическому составу почвах с высоким содержанием песчаных частиц. Ширина захвата 115 см. На башмаке закреплено по одному стабилизатору с каждой стороны. Задняя часть каждого из стабилизаторов установлена вдоль продольно-вертикальной плоскости.
В процессе обработки при движении проскореза рыхлителя плоскорежущая лапа подрезала пласт почвы, который затем перемещался по рабочей поверхности лапы и башмака, до взаимодействия со стабилизатором, установленным на башмаке. Стабилизатор, установленный на башмаке вдоль продольно-вертикальной плоскости разделял (разрезал) его на вертикальные доли и направлял их по обе стороны от стабилизатора. В результате этого разделения образовались агрономические фракции. До встречи со стабилизатором приподнятый лапой слой почвы перемещался к периферии, но встретив на своем пути установленный вдоль продольно-вертикальной оси стабилизатор, менял направление своего движения и начинал перемещаться от периферии к центру.
В результате работы рабочего органа достигнута высокая степень крошения почвы, которая оценивалась по размерам комков, полученных после обработки, разделением их на фракции. Кроме того, получена борозда, выровненная по ширине и толщине слоя почвы.
Пример №2. Работа плоскореза рыхлителя в полевых условиях при обработке стерни на средних по механическому составу суглинистых и супесчаных почвах.
Количество установленных стабилизаторов по 2 с каждой стороны башмака. Ширина захвата - 220 см. Угол установки задней части стабилизатора относительно продольно-вертикальной плоскости -15° во внутрь (в сторону стойки).
При движении плоскореза-рыхлителя лапа подрезала пласт почвы, который начал перемещаться по рабочей поверхности лапы и башмака, на которой вступал во взаимодействие со стабилизаторами. Стабилизаторы, задние части которых установлены на башмаке относительно продольно-вертикальной плоскости под углами 15° во внутрь (в сторону стойки) разделяли (разрезали) его на вертикальные доли и направляли их по обе стороны от каждого стабилизатора. Приподнятый лапой слой почвы сначала перемещался к ее периферии, а при встрече со стабилизаторами, установленными относительно продольно-вертикальной оси под углом 15° во внутрь (в сторону стойки), менял направление своего движения на движение от периферии к центру.
В процессе обработки получена высокая степень крошения почвы, которая оценивалась по размерам комков, полученных после обработки, разделением их на фракции. При этом, получена борозда, выровненная по ширине и толщине слоя почвы.
Пример №3. Работа плоскореза-рыхлителя в полевых условиях при обработке стерни на тяжелой почве с высоким содержанием глинистых частиц.
Количество стабилизаторов, установленных с каждой стороны лапы - по два. Задняя часть стабилизаторов установлена на башмаке под углом 25° относительно продольно-вертикальной плоскости (во внутрь) в сторону стойки. Ширина захвата 250 см.
Процесс крошения аналогичен приведенному в примере №2.
Степень крошения почвы оценивалась по размерам комков, полученных после обработки, разделением их на фракции. По результатам данной оценки установлена высокая степень крошения почвы и борозда, выровненная по ширине и толщине слоя почвы.
Пример №4. Работа плоскореза рыхлителя в полевых условиях при обработке стерни на легких по механическому составу почвах с высоким содержанием песчаных частиц.
На башмаке установлено по одному стабилизатору с каждой стороны. Ширина захвата 115 см. Стабилизаторы установлены относительно продольно-вертикальной плоскости под углом 10° наружу (в сторону от стойки).
При движении плоскореза рыхлителя лапа подрезала пласт почвы, который перемещался по рабочей поверхности лапы и
башмака, где взаимодействовал со стабилизатором, установленным на башмаке. При этом происходило разделение стабилизатором подрезанного пласта почвы на вертикальные доли, представляющие собой фракции больших размеров, которые обходили стабилизатор с двух сторон. Приподнятый лапой слой почвы осуществлял свое перемещение только к периферии. В результате обработки получена развальная борозда, непригодная для сельскохозяйственных работ и неудовлетворительная степень крошения почвы.
Пример №5. Работа плоскореза рыхлителя в полевых условиях при обработке стерни на средних по механическому составу суглинистых и супесчаных почвах.
На башмаке закреплено по два стабилизатора. Задняя часть стабилизаторов установлена относительно продольно-вертикальной плоскости под углом 30° во внутрь (в сторону стойки). Ширина захвата 220 см.
При движении плоскореза рыхлителя лапа подрезала пласт почвы, который перемещался по рабочей поверхности лапы и башмака, где взаимодействовал со стабилизаторами.
Стабилизаторы сдвигали подрезанный пласт почвы вдоль своей поверхности в основном во внутрь с образованием агрономических фракций крупного размера.
Обработанная борозда представляла собой нагромождение крупных фракций почвы в своей центральной части.
Степень крошения почвы, оцениваемая по размерам комков, полученных после обработки, разделением их на фракции -неудовлетворительная.
В процессе обработки установлено значительное увеличение затрат энергии рабочего органа.