РОТАЦИОННЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ
ROTARY RIPPER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для поверхностной обработки почвы.
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 [1].
Недостатками подобных рабочих органов с такой гладкой режущей кромкой не способствуют устойчивому их движению (сцеплению с почвой) и они обладают значительным тяговым сопротивлением по сравнению с зубчатыми рабочими органами.
Следующим техническим решением является 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. При этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, причем передняя кромка каждого рабочего органа имеет треугольные зубья и орудие содержит радиально установленные на фланце упругие элементы [2].
Также известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленными на его концах посредством упругих элементов, радиально установленных на фланце, спирально-пластинчатым рабочим органом с зубьями, передняя кромка которых выполнена по участку логарифмической спирали. При этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, причем рабочая поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа выполнена рифленой (волнистой) в виде поверхности турбодисков, при этом режущая кромка рабочего органа имеет волнистый контур, проходящий по винтовой линии, а рабочая поверхность в зоне ее вершины - образующую, копирующую волнистый контур режущей кромки, причем форма рабочей поверхности пластинчатого органа образована движением прямой по вышеуказанным волнистым кривым [3].
Недостатками вышеуказанных почвообрабатывающих орудий являются низкое качество обработки почвы из-за быстрого износа и поломки вырезных зубьев треугольной формы, а также наличие такого соединения рабочего органа с несущим валом не гарантирует их надежной работы без поломок и не способствует качественному крошению верхнего слоя почвы.
Прототипом является ротационный рыхлитель, включающий вал с установленным на нем спирально-пластинчатым рабочим органом с заточкой и радиальным упором, осевое крепление с торцовыми фланцами, и ограничители заглубления рабочего органа [4].
Недостатками данного ротационного рыхлителя является то, что в месте крепления спирально-пластинчатого рабочего органа с фланцем происходит избыточная нагрузка, которая приводит к ее выходу из строя. Также гладкая режущая кромка не способствует устойчивому их движению (сцеплению с почвой) и она обладает значительным тяговым сопротивлением по сравнению с зубчатыми рабочими органами.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат - повышение качества обработки почвы за счет интенсивного крошения почвы по всей длине спирально пластинчатого рабочего органа и снижение энергоемкости процесса рыхления за счет того, что он имеет с несущим валом гибкое соединение посредством горизонтально расположенных стержней с пружинами и торцевых фланцев.
Указанный технический результат достигается тем, что в ротационном рыхлителе, включающем вал с установленным на нем спирально-пластинчатым рабочим органом с заточкой и радиальным упором, фланцы и ограничители заглубления рабочего органа, согласно изобретению передняя кромка спирально-пластинчатого рабочего органа имеет радиально направленные зубья, расположенные перпендикулярно касательной, соответствующей точке контура его режущей кромки, причем к концевой части спирально-пластинчатого рабочего органа жестко прикреплен один конец горизонтально расположенных стержней, другими концами свободно размещенными в отверстии, выполненном на верхней части торцевых фланцев, причем стержень с обеих сторон фланца снабжен пружинами и фиксируется контргайками, при этом ограничители заглубления рабочего органа выполнены в виде плоских дисков, жестко закрепленных к валу рыхлителя и оснащены тремя кольцами в форме сменных реборд кроме того фланцы и радиальный упор с подшипниками имеют возможность вращательного движения вокруг своих осей и размещены на валу рыхлителя при этом радиальный упор выполнен в виде игольчатого диска, каждая игла которого копирует поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа, причем каждое кольцо выполнено из двух равных полуколец, соединенных посредством кронштейнов и пружинных шплинтов и размещено в отверстиях по секторам на плоских дисках.
Ротационный рыхлитель поясняется схемами:
фиг. 1 - схема ротационного рыхлителя, общий вид;
фиг. 2 - схема ограничителя заглубления рабочего органа;
фиг. 3 - схема крепления спирально - пластинчатого рабочего органа;
Ротационный рыхлитель включает вал 1 с установленным на нем спирально-пластинчатым рабочим органом 2, радиальным упором 3, фланцами 4 и ограничителями 5 заглубления рабочего органа 2. Передняя кромка 6 спирально-пластинчатого рабочего органа 2 имеет радиально направленные зубья 7, расположенные перпендикулярно касательной, соответствующей точке контура 8 его режущей кромки 6. Спирально-пластинчатый рабочий орган 2 посредством горизонтально расположенных стержней 9 связан с торцовыми фланцами 4. Один конец стержня 9 жестко прикреплен к концевой части спирально-пластинчатого рабочего органа 2, а другой конец свободно размещен в отверстии 10, выполненного на верхней части фланца 10. Причем каждый стержень 9 с обеих сторон фланца 4 снабжен пружинами 11 и фиксируется контргайками 12. Ограничители 5 заглубления рабочего органа 2 выполнены в виде плоских дисков 13 жестко закрепленных к валу 1 рыхлителя и оснащены тремя кольцами 14 в форме сменных реборд. Фланцы 4 и радиальный упор 3 с подшипниками 15 имеют возможность вращательного движения вокруг своих осей и размещены на валу 1 рыхлителя, при этом радиальный упор 3 выполнен в виде игольчатого диска, каждая игла 16 которого копирует поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа 2. Каждое кольцо 14 выполнено из двух равных полуколец 17, соединенных посредством кронштейнов 18, пружинных шплинтов 19 и размещено в отверстиях 20 по секторам 21 на плоских дисках 13.
Ротационный рыхлитель работает следующим образом.
При движении почвообрабатывающего орудия по полю ротационный рыхлитель вращается от сцепления радиально направленных зубьев 7, расположенных перпендикулярно касательной, соответствующей точке контура 8 режущей кромки 6 спирально-пластинчатого рабочего органа 2 и проходящих через его центр. Под действием зубьев 7 рыхлители разбивают крупные комья почвы и перемешивают ее верхний слой, равномерно распределяя его по ширине захвата с минимальной энергоемкостью процесса рыхления. За счет подбора и размещения колец 14 в указанные отверстия 20 по секторам 21 на плоских дисках 13 ограничителя 5 заглубления рабочего органа 2, глубина обработки почвы устанавливается 4…6 см. При этом каждое отверстие 20 на секторе 21 соответствует изменению глубины обработки почвы на 1 см, т.е. установка колец 14 малого диаметра в нижнее отверстие 20 обеспечивает получение самой глубокой (6 см) обработки почвы, тогда как установка колец 14 большого диаметра в верхнее - самую мелкую (4 см). При обработке почвы более 6 см все кольца 14 снимаются. Гибкое соединение спирально-пластинчатого рабочего органа 2 с несущим валом 1 посредством горизонтально расположенных стержней 9 с пружинами 11 и торцовых фланцев 4, имеющих свободное вращательное движение вокруг своих осей независимо от вала 1 обеспечивает возможность совершения осевых, крутильных и иных колебаний, что способствует созданию оптимальных условий работы спирально-пластинчатого рабочего органа 2 в почве и его самоочистке. Радиальный упор 3 в виде игольчатого диска, фиксация которого на середине вала 1 предохраняет рабочий орган 2 от осевого сгруживания и сохраняет тем самым его постоянный шаг на всю длину рабочего органа 2, чем достигается качественное равномерное рыхление по ширине захвата ротационного рыхлителя.
Использование предлагаемого ротационного рыхлителя позволяет повысить качество поверхностной обработки почвы и снизить энергоемкость процесса рыхления без передачи значительных динамических нагрузок на базовую машину.
Список использованной литературы
1. Авторское свидетельство №1021354, кл. А01В 33/02. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Е.В. Ермолко, Н.Г. Энвальд, Ш.Р. Галиуллин, Г.Г. Юнусов, заявл. 09.06.1980, опубл. 07.06.1983, бюл. №21.
2. Авторское свидетельство №1526590, кл. А01В 21/00. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Г.Г. Булгариев, заявл. 17.04.1987, опубл. 07.12.1989, бюл. №45.
3. Авторское свидетельство №2395183, кл. А01В 21/00. Почвообрабатывающее орудие / Р.Г. Юнусов, Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев, заявл. 19.03.2009, опубл. 27.07.2010, бюл. №21.
4. Авторское свидетельство №938766, кл. А01В 21/00. Ротационный рыхлитель / Х.С. Гайнанов, Е.В. Ермолко, Ш.Р. Галиуллин, Н.Г. Энвальд, заявл. 07.02.1980, опубл. 30.06.1982, бюл. №24.