РАБОЧИЙ ОРГАН ОРУДИЯ ДЛЯ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
WORKING ELEMENT OF TOOL FOR SUBSURFACE TILLAGE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам орудий для безотвальной обработки почвы.
Известен ряд (технических решений) плоскорежущих лап, рабочая поверхность которых снабжена радиально установленными сплошными, полыми, регулируемыми с возможностью совершения автоколебательных движений в вертикальной плоскости стабилизаторами - рыхлителями (ножами-стабилизаторами), где их режущая кромка выполнена прямолинейной и криволинейной (по эллипсу и др.) [1].
Недостатками данных плоскорежущих лап с такими стабилизаторами-рыхлителями являются забивание их почвой и растительными остатками, значительная энергоемкость рыхления, а также из-за неравномерного износа режущих элементов, имеющих специальные формы, делают их менее надежными в эксплуатации.
Известен рабочий орган культиватора-плоскореза, содержащий стойку, лапу с крыльями, имеющими закрылки в виде зубчатых сферических дисков, причем режущая кромка каждого крыла имеет контур в виде сопряженных отрезков логарифмической спирали и выполнена зубчатой, где передняя кромка каждого зуба имеет форму логарифмической спирали, обращенной выпуклостью в сторону направления движения, а тыльная кромка каждого зуба выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно продольной оси лапы [2].
Недостатками данного изобретения являются низкое качество обработки почвы и значительная энергоемкость процесса рыхления, а также образование гребней из-за наличия и не правильной установки сферических дисков.
Также известен рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы, включающий стойку и плоскорежущую лапу, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части, и снабжена радиально установленными ножами, решетом, причем образующая рабочей поверхности лапы, расположенная в продольно вертикальной плоскости, проходящей по оси лапы, выполнена в виде плавно сопряженных участков логарифмической спирали, а режущая кромка каждого крыла лапы имеет контур двоякой кривизны, образованный плавно сопряженными участками логарифмической спирали: отрицательной в зоне, прилегающей к носку лапы, и положительной в зоне конца крыла лапы. При этом режущая кромка каждого крыла лапы выполнена зубчатой, причем передняя и тыльная кромки каждого зуба имеют прямолинейную форму [3].
Недостатками данного рабочего органа являются быстрый износ и поломка зубьев такой формы, увеличение энергоемкости рыхления из-за трения решета с почвой и забивание его сорняками и почвой в зоне расположения ножей-стабилизаторов.
Задачей изобретения является устранения указанных недостатков.
Технический результат - повышение качества обработки почвы и снижение энергоемкости процесса рыхления почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем органе орудия для безотвальной обработки почвы, включающем стойку и закрепленную на ней плоскорежущую лапу, рабочая поверхность которой выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей части и положительной - в рыхлящей части, и снабжена радиально установленными ножами, причем зубчатая режущая кромка каждого крыла лапы имеет контур двоякой кривизны, образованный плавно сопряженными участками логарифмической спирали: отрицательной в зоне, прилегающей к носку лапы и положительной в зоне конца крыла лапы, согласно изобретению радиальные ножи, расположенные в зоне середины крыльев лапы выполнены в виде зубчатых дисков, причем контур режущей кромки лапы имеет форму параболы, вершина которой обращена к носку лапы, а ветви - к концам крыльев лапы. Кроме того, каждый дисковый нож установлен параллельно продольной оси лапы с возможностью изменения своего положения по высоте и снабжен трапецеидальными зубьями с двусторонней заточкой. Режущая кромка каждого крыла лапы по контуру выполнена зубчатой, причем передняя кромка каждого зуба имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена к концу крыла лапы, вершина - к носку лапы, а ее выпуклость - в сторону направления движения, при этом она размещена с перекрытием в поперечном направлении передней кромки расположенного впереди зуба, а тыльная кромка каждого зуба выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно к касательной, соответствующей точке контура. Угол раствора каждого крыла лапы от носка до точки пересечения прямых линий, одна из которых - касательная к контуру, а другая - проходящая через точку начала следующего зуба перпендикулярно к касательной, выполнен увеличивающимся по форме половины параболы, выпуклость которой обращена к продольной оси лапы, вершина - к ее носку, а ветвь - к концу крыла лапы.
На фиг.1 изображен предложенный рабочий орган, вид сверху;
на фиг.2 - рабочий орган, вид сбоку;
на фиг.3 - рабочий орган, вид сзади;
на фиг.4 - показана схема построения контура режущей кромки лапы;
на фиг.5 - показана схема построения угла раствора в зоне носка лапы.
Рабочий орган орудия для безотвальной обработки почвы содержит стойку 1, закрепленную на ней плоскорежущую лапу 2. Рабочая поверхность лапы 2 выполнена двоякой выпуклостью вверх кривизны: отрицательной - в подрезающей 3 части и положительной - в рыхлящей 4 части. Для разрыва связи пласта почвы и предотвращения забивания рабочая поверхность лапы 2 снабжена радиально жестко установленным ножом 5, который размещен параллельно продольной оси лапы, а также радиально ножами 6, которые расположены в зоне середины крыльев 7 лапы 2 и выполнены в виде зубчатых плоских дисков. Каждый зубчатый плоский диск 6 установлен параллельно продольной оси лапы 2 с возможностью вращения вокруг своей оси 8 на валу 9, который жестко закреплен к стойке 10 зубчатых плоских дисков 6. На стойке 1 лапы 2 имеется кронштейн 11, для крепления стойки 10, а на кронштейне - направляющий паз 12 для (регулирования) изменения положения зубчатых плоских дисков 6 по высоте фиксаторами 13. Также для взаимодействия с дном борозды и устойчивости при работе в зоне середины крыльев 7 лапы 2 имеются сквозные прорези 14, через которые осуществляются вертикальное перемещение зубчатых плоских дисков 6 и в результате сцепление с дном борозды. При этом режущая кромка каждого зубчатого плоского диска 6 по периферии оснащена трапецеидальными зубьями 15 с двусторонней заточкой, что обеспечивает лучшее сцепление их с дном борозды и повышает устойчивость вращения при работе.
Кроме того, контур 16 режущей кромки лапы 2 имеет форму параболы, вершина которой обращена к носку лапы 2, а ветви - к концам крыльев 7 лапы 2. Режущая кромка каждого крыла 7 лапы 2 по контуру 16 выполнена зубчатой, причем передняя кромка 17 каждого зуба 18 имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена к концу крыла 7 лапы 2, вершина - к носку лапы 2, а ее выпуклость - в сторону направления движения. При этом передняя кромка 17 каждого зуба 18 размещена с перекрытием в поперечном направлении передней кромки расположенного впереди зуба, а тыльная кромка 19 каждого зуба 18 выполнена прямолинейной и расположена перпендикулярно к касательной (Р-Р) на фиг.1, соответствующей точке контура 16.
Угол раствора каждого крыла 7 лапы 2 от носка К до точки пересечения С (на фиг.1) прямых линий, одна из которых - касательная к контуру 16, а другая - проходящая через точку М - начала следующего зуба 18 перпендикулярно к касательной, выполнен увеличивающимся по форме половины параболы, выпуклость которой обращена к продольной оси лапы 2, вершина - к ее носку, а ветвь - к концу крыла 7 лапы 2.
Устройство работает следующим образом.
При движении почвообрабатывающего орудия по обрабатываемой площади в подрезающей 3 части лапы 2, угол резания которой имеет минимальное значение, происходит подрезание пласта почвы и сорняков в вертикальной плоскости. При этом за счет выполнения контура 16 режущей кромки, проходящей по концам зубьев 18, по форме параболы, вершина которой обращена к носку лапы 2, а ветви - к концам крыльев 7 лапы 2, и минимального угла раствора лапы 2 в зоне ее носка К плавно увеличивающимся по форме половины параболы, выпуклостью, обращенной к продольной оси лапы, вершина - к ее носку, а ветвь - к концу крыла 6 лапы 2, подрезание пласта почвы и сорняков осуществляется и в горизонтальной плоскости со скольжением и минимальной энергоемкостью процесса резания. Под действием зубьев 18, передняя кромка 17 которых имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена к концу крыла 7 лапы 2, вершина - к носку лапы 2, а ее выпуклость - в сторону направления движения, зоны деформации почвы смыкаются и происходит разрыв связи почвы в межзубовом пространстве, а подрезание почвы и сорняков - под углом скольжения. Далее подрезанный почвенный пласт, поднимаясь по рабочей поверхности, вступает на рыхлящую часть 4, где происходит интенсивное крошение почвы без увеличения тягового сопротивления рабочего органа. При этом зубчатые плоские диски 6 и радиально жестко установленный нож 5, расположенный в продольно вертикальной плоскости, проходящий по оси лапы 2, дополнительно способствуют разрыву связи пласта почвы на рабочей поверхности лапы 2, а двугранная форма рабочей поверхности обеспечивает раздвоение потока почвы.
Кроме того, при обработке почвы на склонах установка зубчатых плоских дисков 6 позволяет повысить устойчивость движения рабочего органа, а следовательно, в целом - орудия (культиватора), так как в этом случае они выступают не только в роли рыхлителей, но и как стабилизаторы движения. Также для зубчатых плоских дисков 6 допускается изменение положения оси 8 их вращения в пространстве и регулирование в соответствии с качественными показателями их работы при изменении свойств почвы (фиг.2).
Вращение зубчатых плоских дисков 6 облегчает обработку каменистых почв и почв, засоренных корневищами. Поэтому за счет уменьшения трения пласта (о сталь) о необработанную почву и замены его трением качения зубчатых плоских дисков снижается тяговое сопротивление и повышается степень крошения почвы.
Выполнение зубчатой режущей кромки лапы по вышеуказанной форме способствует уменьшению отброса почвы и обеспечивает скользящее резание и деформацию почвы с наименьшим сопротивлением.
Наличие зубчатых плоских дисков 6 и радиально жестко установленного ножа 5 двустороннюю, а передней кромки 17 каждого зуба 18 односторонней заточки по периферии способствует лучшему разрыву связи пласта почвы и подрезания сорняков.
Высокую энергоемкость и забиваемость почвой рабочих органов частично возможно устранить вырезанием окон в зубчатых плоских дисков, через которые происходит частичная сепарация почвы.
Использование изобретения позволяет повысить качество обработки почвы, снизить энергоемкость процесса рыхления без передачи значительных динамических нагрузок на базовую машину.
Список использованной литературы
1.Максимов И.И. Энергетическая концепция эрозионной устойчивости антропогенных агроландшафтов. И.И. Максимов, В.И. Максимов. - Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2006 г.
2. SU 1794329, A01B 35/26, 1993 г.
3. RU 2395184, A01B 35/20; 35/26; 39/20, 2010 г.