РАБОЧИЙ ОРГАН СТЕРНЕВОГО КУЛЬТИВАТОРА

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к рабочим органам стерневых культиваторов для обработки почв, подверженных водной и ветровой эрозии.
Известен рабочий орган культиватора КПЭ-3,8, который содержит раму, подпружиненную С-образную стойку и стрельчатую лапу (Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М: Агропромиздат, 1989). Данное устройство обеспечивает колебательные движения стрельчатой лапы в почве за счет переменного сопротивления и пружинного устройства С-образной стойки, что позволяет незначительно снизить сопротивление перемещения культиваторной лапы в почве и тяговое сопротивление почвообрабатывающего агрегата в целом.
Недостатком известного устройства является то, что колебания рабочего органа в почве непостоянны и сильно зависят от его удельного сопротивления, поскольку регулировка пружинного устройства С-образной стойки может осуществляться только периодически при остановке почвообрабатывающего агрегата, при этом не используется потенциальная энергия пружинного устройства при сжатии или растяжении его пружин. Вследствие этого, удельное сопротивление перемещению культиваторной лапы и тяговое сопротивление почвообрабатывающего агрегата снижаются незначительно и не происходит увеличение степени крошения почвы и, соответственно, улучшение качества ее обработки.
Также известен рабочий орган для поверхностной обработки почвы, включающий стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой (патент RU №2195094 С2; МПК А01В 35/26, А01В 35/22; опубл. 27.12.2002, Бюл. №36).
Недостатком данного рабочего органа для поверхностной обработки почвы является неудовлетворительное качество образования мульчирующего слоя.
Известен рабочий орган культиватора, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части и сопряженную с ней плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, в котором снабженная пяткой нижняя часть стойки сопряжена с упругим элементом, удаленные концы которого размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы, причем на удаленных концах упругого элемента выполнены окна с установленными в них фиксаторами ниш (патент RU №2104624 С1; МПК А01В 35/26; опубл. 20.02.1998).
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся неудовлетворительное качество крошения и неполное подрезание сорных растений.
Ближайшим аналогом полезной модели принят рабочий орган стерневого культиватора, включающий стойку, долото и крылья, установленные на стойке. Режуще-крошащее долото, закрепленное в нижней части стойки, выполнено расширяющимся снизу вверх по форме кривизны С-образной стойки и имеет зубчатую переднюю режущую кромку с тремя продольными выступами округлой формы и двумя продольными впадинами округлой формы, а также заднюю зубчатую крошащую кромку с двумя продольными впадинами конической формы, рабочая поверхность и режущая кромка крыльев выполнены в виде четырех зубьев и трех впадин, имеющих форму волнистой линии (патент RU №173203 U1; МПК А01В 35/20; опубл. 16.08.2017, Бюл. №23).
К недостаткам описанного рабочего органа стерневого культиватора относится его повышенное тяговое сопротивление и формирование широкой борозды, сформированной долотом за счет его расширения снизу вверх. При этом возникает большой изгибающий момент пластом, который перемещается по поверхности долота и частично оборачивается, что приводит к перемещению стерневого фона на дно борозды и возникновению активных эрозионно-опасных частиц почвенных агрегатов.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении эффективности поверхностного рыхления стерневого фона почвы с одновременным внесением минеральных гранулированных удобрений и снижением тягового сопротивления путем уничтожения сорной растительности, создания мульчирующего слоя почвы при культивации, повышения плодородия почвы с увеличением степени крошения почвенных агрегатов.
Технический результат - снижение тягового сопротивления и одновременно повышение эффективности поверхностного рыхления стерневого фона почвы по ширине и глубине с образованием мульчирующего слоя, а также повышение плодородия почвы с увеличением степени крошения почвенных агрегатов при ее стерневой обработке.
Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем органе стерневого культиватора, содержащем С-образную стойку, долото и крылья, согласно полезной модели на С-образной стойке установлен ударный механизм, включающий ось крепления и рычаг, соединенный с ударником, а режуще-крошащее долото крепится к стойке со смещением зубчатой режущей кромки относительно зубчатой режущей кромки крыльев. При этом ось рычага ударного механизма располагается на расстоянии, равном 1/3 общей длины ударника, смещение зубчатой режущей кромки долота по отношению к зубчатой режущей кромке крыльев равно 1/15 длины дуги долота, а вершины зубьев зубчатой режущей кромки долота расположены по логарифмической кривой. Кроме того, режуще-крошащее долото крепится к стойке при помощи болтового соединения, а крылья снабжены дополнительными отверстиями на боковых щитках под туковый сошник, имеющими два боковых ушка с отверстиями под два пальца, и две защелки, проходящие сквозь оба пальца.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Установленный на С-образной стойке ударный механизм, с осью крепления и рычагом, соединенным с ударником, обеспечивает образование ударов о поверхность стойки, создавая импульс с определенной амплитудой и частотой колебания стойки, приводящий к увеличению частоты скалывания почвенного пласта и снижению тягового сопротивления. Расположение оси рычага на расстоянии, равном 1/3 общей длины ударника, позволяет интенсифицировать его частотное воздействие на стойку за счет одинакового направления сил инерции и удара. Крепление режуще-крошащего долота к стойке со смещением зубчатой режущей кромки по отношению к зубчатой режущей кромке крыльев на расстоянии, равном 1/15 длины дуги долота, обеспечивает в процессе работы постоянство заглубления рабочего органа на требуемую глубину обработки. Расположение вершин зубьев зубчатой режущей кромки долота по логарифмической кривой обеспечивает снижение лобового сопротивления долота при его внедрении в почвенный пласт. За счет того, что крылья рабочего органа снабжены дополнительными отверстиями на боковых щитках под туковый сошник, имеющий два боковых ушка с отверстиями под два пальца, и две защелки, проходящие сквозь оба пальца, обеспечивается возможность выполнения за один проход одной либо двух технологических операций: стерневой обработки и внесения удобрений.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид рабочего органа стерневого культиватора, вид сбоку.
На фиг. 2 - общий вид рабочего органа стерневого культиватора, вид спереди.
На фиг. 3 - общий вид рабочего органа стерневого культиватора, вид сбоку с сечением.
Рабочий орган стерневого культиватора содержит С-образную стойку 1, долото 2 и крылья 3 (фиг. 1). Установленный на С-образной стойке 1 ударный механизм 4, включает в себя ось 5 крепления 6 и рычаг 7, соединенный с ударником 8, в котором ось 9 рычага 7 располагается на расстоянии , равном 1/3 от общей длины L ударника 8 (фиг. 1). Режуще-крошащее долото 2 имеет болтовое крепление к стойке 1 со смещением зубчатой режущей кромки 10 по отношению к зубчатой режущей кромке 11 крыльев 3 на расстоянии h, равном 1/15 длины дуги S долота 2. Вершины зубьев 12 зубчатой режущей кромки 10 расположены по логарифмической кривой F(x) (фиг. 2), а крылья 3 имеют дополнительные отверстия 13 на боковых щитках 14 под туковый сошник 15, имеющий два боковых ушка 16 с отверстиями 17 под два пальца 18 и две защелки 19, проходящие сквозь оба пальца 18 (фиг. 3).
Рабочий орган стерневого культиватора работает следующим образом. При движении рабочего органа стерневого культиватора долото 2 и крылья 3 посредством стойки 1 заглубляются и воздействуют на почву (фиг. 1). Образуется изгибающий момент на стойке 1 за счет изменения реакции почвы. Возникают колебания, которые передаются на стойку 1, а с нее на ударный механизм 4, который включает в себя ось 5 крепления 6 и рычаг 7, соединенный с ударником 8 (фиг. 1). Такое конструктивное решение ударного механизма 4 дает возможность образовывать удары о поверхность стойки 1, создавая импульс с определенной амплитудой и частотой колебания стойки 1, приводящий к увеличению частоты скалывания почвенного пласта и снижению тягового сопротивления. Ось 9 рычага 7 ударника 8, расположенная на расстоянии , равном 1/3 от общей длины L ударника 8, обеспечивает интенсификацию его частотного воздействия на стойку 1 за счет одинакового направления сил инерции и удара (фиг. 1).
В процессе работы постоянство заглубления рабочего органа на требуемую глубину обработки обеспечивается режуще-крошащим долотом 2, имеющим болтовое крепление к стойке 1 со смещением зубчатой режущей кромки 10 по отношению к зубчатой режущей кромке 11 крыльев 3 на расстоянии h, равном 1/15 длины дуги S долота 2 (фиг. 1).
При этом обеспечивается снижение лобового сопротивления долота при его внедрении в почвенный пласт за счет вершин зубьев 12 зубчатой режущей кромки 10, расположенных по логарифмической кривой F(x) (фиг. 2).
В процессе работы рабочий орган стерневого культиватора за один проход может выполнять одну либо две технологические операции: стерневую обработку и внесение удобрений за счет крыльев 3, которые имеют дополнительные отверстия 13 на боковых щитках 14 под туковый сошник 15, дополнительно включающий в себя два боковых ушка 16 с отверстиями 17 под два пальца 18 и две защелки 19, проходящие сквозь оба пальца 18 (фиг. 3).
Использование предложенного рабочего органа стерневого культиватора позволяет снизить тяговое сопротивление и одновременно повысить эффективность поверхностного рыхления стерневого фона почвы по ширине и глубине с образованием мульчирующего слоя, а также повысить плодородие почвы с увеличением степени крошения почвенных агрегатов при ее стерневой обработке.