ПЛУГ-РЫХЛИТЕЛЬ
RIPPER PLOW

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к плугам.
Известен плуг [1], состоящий из корпусов, каждый из которых образует после своего прохода борозду и содержит стойку, полевой обрез, отвал, лемех и полевую доску.
Такой плуг не обеспечивает качественное подрезание, заделку сорняков и крошение почвенного пласта.
Известен плуг [2], состоящий из корпусов, каждый из которых содержит стойку, полевой обрез, отвал, лемех и выполненную в виде барабана полевую доску, причем барабан выполнен цилиндрическим с возможностью вращения в виде дисковых ножей и цилиндрических проставок.
Такой плуг не обладает необходимой надежностью в работе на почвах, засоренных камнями, и не обеспечивает качественное крошение почвенного пласта. Во время работы плуга встреча его дисковых ножей с камнями приведет к деформации дисковых ножей и прекращению нормального функционирования плуга с последующими ремонтными работами, а дисковые ножи не оказывают существенного слияния на процесс крошения почвы.
Известен плуг [3], состоящий из корпусов, каждый из которых содержит стойку, полевой обрез, отвал, лемех и выполненную в виде барабана полевую доску, причем барабан выполнен цилиндрическим с возможностью вращения в виде цилиндрических проставок и трех дисков равного с цилиндрическими проставками диаметра с закрепленными на каждом из них симметрично оси плоским ножом и кронштейном, при этом кронштейн обращен в сторону отвала и соединен со стойкой с помощью шарнирно присоединенной к ним плоской пружины.
Такой плуг обеспечивает подрезание корней сорняков или многолетних трав в стенках борозд, оставленных предыдущими корпусами и обладает необходимой надежностью в работе на почвах, засоренных камнями. Однако плоские ножи не оказывают существенного влияния на процесс крошения почвы. В то же время тройное и более подрезане корней сорняков не целесообразно, так как излишнее их измельчение может при выносе в верхние слои почвы способствовать размножению сорной растительности.
Задача, которую решает изобретение, заключается в повышении качества крошения почвенного пласта при обеспечении надежной работы плуга-рыхлителя на почвах, засоренных камнями.
Поставленная задача решается с помощью плуга-рыхлителя, состоящего из корпусов, каждый из которых содержит стойку, полевой обрез, отвал, лемех и выполненную в виде барабана полевую доску, причем барабан выполнен цилиндрическим с возможностью вращения в виде цилиндрических проставок и трех дисков равного с цилиндрическими проставками диаметра с закрепленными на каждом из них симметрично оси плоским ножом и кронштейном, при этом кронштейн обращен в сторону отвала и соединен со стойкой с помощью шарнирно присоединенной к ним плоской пружины, где плоский нож среднего диска не имеет заостренной кромки, образует с кронштейном своего среднего диска обращенный в сторону противоположную обрезу тупой угол, при котором плоский нож среднего диска полностью располагается внутри образованной корпусом борозды, и имеет жестко закрепленную на его конце втулку с вертикальной осью симметрии, в которой с возможностью вращения установлена ось с жестко закрепленными на ней над верхней и под нижней сторонами втулки своими плоскостями симметрично и параллельно плоскости плоского ножа среднего диска с возможностью вращения вместе с осью относительно втулки двумя игольчатыми дисками, при этом расстояние между игольчатыми дисками по вертикали равны расстояниям каждого из них по вертикали до ближайших плоских ножей, причем в горизонтальной проекции иглы верхнего игольчатого диска расположены по середине между игл нижнего, при этом диаметры игл верхнего игольчатого диска в два раза меньше, чем у нижнего, а между плоскими ножами расположены цилиндрические проставки в количестве трех единиц одинаковой ширины, причем на каждой средней из них проставке закреплен по всей ее ширине своим основанием обод в виде кольца равнобедренного треугольного диаметрального сечения, обращенного наружу своей прямоугольной вершиной равнобедренного треугольника.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен корпус плуга-рыхлителя, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - схема распространения деформации и перемещения почвы под воздействием проставок.
Плуг-рыхлитель содержит корпуса, каждый из которых содержит стойку 1, полевой обрез 2 и закрепленные стойке 1 отвал 3, лемех 4 и планки 5 с присоединенной к ним выполненной в виде барабана полевой доской, причем барабан выполнен цилиндрическим с возможностью вращения вокруг закрепленной на планках 5 вертикальной оси 6 двух наборов по три цилиндрические проставоки 7 одинаковой высоты и трех дисков 8 равного с наборами цилиндрических проставок диаметра по их краям и этими наборами, при этом на расположенных между крайними проставками каждого набора цилиндрических проставок 7 на каждой средней проставке закреплен по всей ее высоте своим основанием обод 20 в виде кольца из равнобедренного треугольного диаметрального сечения, обращенного наружу сечением в виде своей прямоугольной вершиной равнобедренного треугольника. Между каждым набором из трех цилиндрических проставок 7 и ободе 20 средней проставки на трех дисках 8 равного с цилиндрическими проставками 7 диаметра закреплены симметрично оси 6 плоские ножи 9 с закрепленными на всех трех дисках обращенными в сторону отвала 3 кронштейнами 10.
На стойке 1 на уровнях дисков 8 закреплены проушины 11 с присоединительными отверстиями. Каждый кронштейн 10 диска 8 соединен с расположенной на его уровне проушиной 11 с помощью шарнирно присоединенной к ним посредством пальцев 12 плоской пружины 13, выполненной из упругой стали, например, марки Р6М5.
Корпуса присоединены к грядилям 14, которые шарнирно соединены с рамой плуга-рыхлителя и предохранительными механизмами, обеспечивающими выглубление каждого корпуса плуга-рыхлителя при встрече с крупными камнями [4] (на фиг. не показаны). Плоский нож 15 среднего диска не имеет заостренной кромки, образует с кронштейном своего среднего диска обращенный в сторону противоположную полевому обрезу 2 тупой угол а, при котором плоский нож 15 среднего диска 8 полностью располагается внутри образованной корпусом борозды, и имеет жестко закрепленную на его конце втулку 16 с вертикальной осью симметрии, в которой с возможностью вращения установлена ось 17 с жестко закрепленными на ней над верхней и под нижней сторонами втулки 16 своими торцевыми плоскостями симметрично и параллельно плоскости плоского ножа среднего диска 15 с возможностью вращения вместе с осью относительно втулки 16 двумя игольчатыми дисками 18 и 19, содержащими каждый, например, по восемь равномерно расположенных по контуру игл, при этом расстояние между игольчатыми дисками по вертикали в равны расстояниям каждого из них по вертикали до ближайших плоских ножей 9. В горизонтальной проекции иглы верхнего игольчатого диска 18 расположены по середине между игл нижнего игольчатого диска 19, а диаметры игл верхнего игольчатого диска 18 в два раза меньше, чем у нижнего 19.
Плуг-рыхлитель работает следующим образом.
При движении корпусов плуга-рыхлителя плоские ножи 9 внедряются в стенки борозд, оставленных предыдущими корпусами и подрезают корни сорняков или многолетних трав. Одновременно игольчатые диски верхний 18 и нижний 19 интенсивно крошат расположенный между образованными плоскими ножами 9 прорезями пласт почвы, что позволяет при обороте пласта улучшить качество заделки сорняков и крошения почвы при одновременном снижении энергоемкости процесса, так как на преодоление усилия резания и крошения со стороны плоских ножей 9 и верхних игольчатых дисков 18 используется реакция оборачивания и крошения пласта отвалом 3 и лемехом 4. Так как в горизонтальной проекции иглы верхнего игольчатого диска 18 расположены по середине между игл нижнего игольчатого диска 19, то при рыхлении почвенного пласта обеспечивается максимальное по интенсивности воздействие игл на почву и уменьшается вероятность защемления между верхними игольчатыми дисками 18 комков почвы, а выполнение диаметров игл нижнего игольчатого диска 19 в два раза больше диаметра игл верхнего игольчатого диска 18 оказывает на оборачиваемые следующим соседним корпусом плуга-рыхлителя частицы почвы более интенсивное и разнообразное воздействие.
При лобовом ударе лемеха 4 или отвала 3 о крупный камень срабатывает индивидуальный для каждого корпуса предохранительный механизм [4] (на фиг. не показан) и корпус плуга-рыхлителя вместе с грядилем 14 поворачивается относительно рамы плуга-рыхлителя. На косые удары даже крупных камней со стороны полевой доски такие предохранительные механизмы не реагируют. Они должны обеспечивать устойчивое движение корпусов плуга-рыхлителя по глубине при значительных больших силах резания и крошения почвы, чем продольная составляющая силы удара камня о полевую доску. При встрече закрепленного на диске 8 плоского ножа 9 или закрепленных на плоском ноже среднего диска 15 игольчатых дисков верхнего 18 и нижнего 19 с камнем, они вместе с диском 8 и кронштейном 10 поворачиваются вокруг оси 6, в результате чего их плоская пружина 13 теряет свое устойчивое положение [5] и изгибается, позволяя плоскому ножу 9 или верхним игольчатым дискам 18 обойти без поломок возникшее на его пути препятствие, после преодоления которого они, под действием сил упругости плоской пружины 13, возвращаются в исходное рабочее положение.
Расположенные между плоскими ножами 9 две цилиндрические проставки 7 и между ними средняя проставка 20 с закрепленным по всей ее ширине своим основанием ободом в виде кольца равнобедренного треугольного диаметрального сечения, обращенного наружу своей прямоугольной вершиной равнобедренного треугольника позволяет осуществлять деформации и перемещение почвы в различных пересекающихся направлениях (см. фиг. 5) с наличием как упругих, так и под воздействием средней проставки 20 сдвиговых деформаций, что повышает качество крошения почвы плугом-рыхлителем.
Источники информации:
1. SU 1169548 А 1985.
2. Патент на изобретение Российской Федерации №2182750, МПК А01В 17/00. Бюл. №15, 2002.
3. Патент на изобретение Республики Беларусь №12331, МПК А01В 17/00. Бюл. №4, 2009.
4. Клочков В.А., Чайчиц Н.В., Буяшов В.П. Сельскохозяйственные машины. Минск, «Ураджай», 1997, стр. 31…33.
5. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М., «Наука», 1965, стр. 619…645.