РОТОР ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФРЕЗЫ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к почвообрабатывающим фрезам с вертикальной осью вращения.
Известны почвообрабатывающие машины с вертикальной осью вращения, содержащие ротор [патент на изобретение RU №2660287, кл. А01В 39/16, 2017], [патент на полезную модель №170895, кл. А01В 33/06, 2017], к которому крепятся рабочие органы, у которых плоскости стойки расположены под прямым углом к радиусу ротора. Недостатком данного технического решения является возникновение больших усилий (сил реакций) со стороны почвы в определенных положениях рабочего органа. Это вызывает увеличение сил сопротивления, которые сказываются на повышении энергозатрат при обработке почвы, а также вызывает необходимость увеличивать поперечное сечение ножа для обеспечения надежной работы, что приводит к увеличению его металлоемкости.
Наиболее близким аналогом к полезной модели [патент на полезную модель RU №179483, кл. А01В 33/06, 33/10, 2018], является почвофреза для обработки почвы и подрезания сорняков, у которой относительно небольшое снижение энергозатрат происходит только за счет установки под определенным углом подрезающих лезвий, а установка стойки ножа такая же, как и у предыдущих. Это вызывает те же самые недостатки: увеличение энергозатрат на обработку почвы; увеличение металлоемкости рабочего органа.
Техническим результатом полезной модели является снижение металлоемкости ножа и уменьшение энергозатрат на обработку почвы.
Технический результат достигается за счет того, что жестко закрепленные стойки ножей повернуты на угол α=15…18° по ходу вращения ротора.
При глубине обработки почвы на 12…15 см. геометрические и кинематические параметры стоек ножей оказывают существенное влияние на энергоемкость фрезерования [4, 5].
max
При известном подходе к кинематике движения рабочих органов фрез с вертикальной осью вращения наблюдается относительно высокое действие сил реакции почвы на рабочие поверхности стоек ножа. Если плоскость β стойки ножа (на чертеже не показана) составляет с радиусом ротора в точке его крепления угол 90°, то картина (эпюра) действия сил реакций почвы на рабочий орган представлена на фиг. 1, из которой видно, что в положении, когда плоскость стойки ножа перпендикулярна направлению движения фрезы ( пл. β), возникает максимальная R сила реакции, вызывающая наибольшее смятие почвы (а не резание), что приводит к повышению момента сопротивления, влияющего на неравномерность хода фрезы, появлению относительно большого изгибающего момента, действующего на стойку ножа, а также дополнительным затратам энергии на обработку почвы.
Повышенный изгибающий момент и момент сопротивления влияют на прочность стойки ножа, вынуждая изготавливать его более металлоемким.
Если плоскость поверхности ножа составляет с касательной, проведенной к точке его крепления угол α=15…18° (фиг. 3), то эпюра действия сил реакций почвы на плоскость рабочего органа представлена на фиг. 2, из которой видно, что максимальная сила реакции значительно меньше, чем в первом случае. Это, в свою очередь, сказывается на снижении энергозатрат на обработку почвы, уменьшение металлоемкости ножа, увеличении плавности хода фрезы.
Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков полезной модели не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 3 показан вид сверху ротора фрезы с вертикальной осью вращения. Почвообрабатывающая фреза содержит ротор 1 и держатели 2, к которым жестко крепятся кронштейны 3 под углом α=15…18°. В свою очередь, к кронштейнам 3 с помощью болтового соединения (на чертеже не показаны) крепятся рабочие органы 4.
Почвообрабатывающая фреза работает следующим образом. Перед началом работы орудие настраивают на заданный технологический режим; выбирают определенную глубину обработки почвы; выставляют нужный угол установки ножа по отношению к радиусу ротора. При перемещении фрезы в данном направлении рабочие органы заглубляются в почву на заданную глубину с помощью опорного колеса (на чертеже не показано), производя качественное крошение почвы с минимальными затратами энергии.
Источники информации
1. Патент на изобретение RU №2660287, кл. А01В 39/16, 2017.
2. Патент на полезную модель №170895, кл. А01В 33/06, 2017.
3. Патент на полезную модель RU №179483, кл. А01В 33/06, 33/10, 2018
4. Блохин В.Н., Роганков С.И., Случевский A.M., Кравцова Л.П. Кратность обработки почвы в зависимости от параметров комбинированных рабочих органов. Журнал «Сельский механизатор» №10, 2016, с. 8-13.
5. Блохин В.Н. Исследование процесса и рабочего органа для ухода за межкустовой зоной на ягодниках. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства. Москва, 1993.