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 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 путем полного подрезания 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 на оси, которая жестко закреплена на поводке, который подвижно пальцем соединен с рычагом, при этом на поводке установлены регулировочные пластины, с отверстиями, положение которых устанавливается фиксирующим болтом на рычаге, шарнирно закрепленном на стойкое, перемещение которого регулируется перестановкой пружины по отверстиям на рычаге, угол атаки равен половине угла раствора культиваторной лапы.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен рабочий орган культиватора, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, вид сверху; на фиг. 3 - узел А подвижное соединение рычага и поводка, вид с боку; на фиг. 4 - узел А подвижное соединение рычага и поводка, вид сверху; на фиг. 5 - 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 подвижно на пальце 7 присоединен поводок 8, на котором закреплена регулировочная пластина 9 с отверстиями 10 и фиксирующий болт 11 (фиг. 3). На поводке 8 жестко закреплена ось 12, на которой установлен сферический диск 13 под углом „α" к направлению движения v, равным половине угла раствора культиваторной лапы 2 (фиг.2). Возможность перемещения сферического диска 13 в вертикальной плоскости устанавливается перестановкой пружины 6 по отверстиям 5 в рычаге 4.
Рабочий орган культиватора работает следующим образом.
При работе культиватора закрепленная на стойке 1 культиваторная 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 13, который вращается на оси 12 закрепленной на поводке 8, шарнирно соединенного пальцем 7 с рычагом 4, который болтом 3 шарнирно закреплен на стойке 1. Диск 13 взаимодействуя с почвой, получает вращение и производит рыхление верхнего слоя почвы, а также удаление растительных остатков и корневой системы в сторону от лобовой поверхности стойки 1. При работе сферического диска 13 образуется зона деформации почвы в виде полоски шириной „а" (Фиг. 5) 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 13 возможность перемещения в вертикальной плоскости с целью копирования обрабатываемой поверхности почвы. Жесткость пружины 6 и сила прижатия диска 13 к почве регулируется перестановкой пружины по отверстиям 5 на рычаге 4.
Глубина обработки почвы „h" и ширина „а" обрабатываемой полоски регулируется изменением угла атаки „α" диска. Для этого необходимо переставить фиксирующий болт 11 (Фиг. 4) в соответствующее отверстие 10 регулировочной пластины 9. Отверстия на пластине расположены так, что перестановка на одно отверстие изменяет угол атаки на 15°. Максимальный угол атаки 30°.
Изменение угла атаки диска позволяет регулировать ширину обрабатываемой полоски „а" и глубину обработки почвы „h". Минимальный угол атаки соответствует обработке почвы с малым количеством сорных растений, а при увеличении количества сорняков угол атаки следует увеличивать. Можно сделать вывод, что, изменяя угол атаки 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, повышение производительности и качества обработки почвы путем полного подрезания сорняков в верхнем горизонте почвы, исключение обволакивания стойки растительными остатками и предотвращение выноса влажной почвы на обрабатываемую поверхность.