РАБОЧИЙ ОРГАН ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ
WORKING ELEMENT FOR DEEP TILLER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам орудий для основной обработки почвы.
Известен рабочий орган чизельного плуга ПЧК-4,5, содержащий стойку и башмак с установленным на нем долотом (Сельскохозяйственная техника, каталог, том 1, НИИИТЭИИТО Информагротех, М., 1991, стр.142).
Недостатком данного рабочего органа плуга является недостаточное крошение тяжелой почвы по механическому составу при малой влажности.
Известен также рабочий орган рыхлителя, включающий стойку, шарнирно соединенный с ней пластинчатыми кронштейнами подрезающий нож и приводную тягу, шарнирно соединенную с подрезающим ножом, а другим концом - с вибратором (А.С. SU №1641209, М. КЛ. (5) А01В 35/28, 13/08. Рабочий орган рыхлителя /В.А.Болбышко, А.А.Беляев. Заявлено 13.12.1988.// Бюллетень. Открытия. Изобретения. - 1991. №14).
Техническим недостатком данного рабочего органа плуга является сложность изготовления подвижных узлов, надежно работающих в почве.
Наиболее близким устройством к заявляемому объекту того же назначения по совокупности признаков является стойка с приваренным кронштейном, к которому прикреплено долото с режущей плоскостью, при этом на верхней поверхности долота закреплены поперечные перегородки, определяющие переменное сопротивление движению, вызывающее колебательные процессы почвы (А.С. SU 1192650, М. КЛ (4) А01В 35/26. Глубокорыхлитель /Е.А.Богатов, А.М.Танклевский, А.С.Барчук и др. Заявлено 21.06.1984.// Бюллетень. Открытия. Изобретения. - 1985. №43, прототип).
К причине, препятствующей достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится снижение качества рыхления при увеличении влажности почвы (залипание источников колебаний).
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - расширение границ возможности работы орудия.
Технический результат - повышение качества обработки почвы и снижение энергетических затрат.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в рабочем органе глубокорыхлителя, содержащем стойку с приваренным кронштейном, к которому прикреплено долото с режущей плоскостью, по середине долота выполнены боковые проточки, образующие разгрузочные окна и режущую плоскость, соединенные делителем, в совокупности образуют дополнительные импульсы колебаний, повышающие крошение обрабатываемой почвы. Для снижения энергетических затрат перемещения почвы по долоту делитель имеет переменный угол вершины, увеличивающийся от начала образованных разгрузочных окон и переходящий в режущую плоскость.
Технический результат достигается за счет того, что по середине долота выполнены боковые проточки, образующие разгрузочные окна и режущую плоскость, соединенные делителем, причем делитель имеет переменный угол вершины, увеличивающийся от начала образованных разгрузочных окон и переходящий в режущую плоскость.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение по действующему законодательству соответствует требованию "изобретательский уровень".
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображен рабочий орган глубокорыхлителя; на фиг.2 - долото в 3-х проекциях.
1
2
3
Предложенный рабочий орган глубокорыхлителя содержит стойку 1 с приваренным кронштейном 2, к которому прикреплено долото 3. Долото 3 имеет боковые проточки, образующие разгрузочные окна 4, дополнительную режущую плоскость 5 и делитель 6. Причем делитель имеет переменный угол вершины Y, увеличивающийся от начала разгрузочных окон и переходящий в режущую кромку 9 (Y→Y→Y).
Рабочий орган глубокорыхлителя работает следующим образом.
Рассмотрим физический процесс рыхления почвы долотом. С определенной степенью условности долото чизеля можно рассматривать как клиновидный рабочий орган, который снимает с почвы «стружку», и таким образом происходит ее крошение. «Стружки» почвы, которые снимаются посредством заглубленного в почву долота, не имеют возможности заворачиваться и приподниматься, поскольку над стружкой находится слой почвы. Поэтому на всей наружной поверхности долота и частично на его режущем кончике скапливается уплотненный и переуплотненный слой почвы.
Мы уточним эти предпосылки, сняв с них противоречия: деформация сжатия сама по себе не может привести к разуплотнению почвы; разуплотнение почвы, как предвестник обрушения, происходит по бокам и впереди долота. Рассмотрим нарастание этих процессов.
max
тp
1
2
Сначала долото снимает стружку, которая по указанным причинам послойно прижимается к верхней плоскости долота. На долото действует горизонтальная реакция силы резания и смятия почвы R. Вследствие этого при силовом взаимодействии кончика долота с дном борозды возникает сила трения F. Сверху на долото действует неравномерно распределенная сила (давление) со стороны почвы р. Это вызывает реакции - нормальные силы N и N, перпендикулярные плоскостям долота. При движении эти силы провоцируют возникновение сил трения.
сж
кр
Несмотря на то, что слой «материнской» почвы над долотом имеет незначительный вес, из-за постоянного вклинивания в «материнскую» почву слоя сжатой почвы (вместе с долотом) происходит наращивание кома и его дальнейшее сжатие σ≈p, причем давление p возрастает до определенной критической величины р≤р, и только затем пласт разрушается вследствие сдвига или отрыва. Очевидно, что при каждом срыве давление p скачкообразно снижается, вызывая колебательные процессы почвы, способствующие разуплотнению почвы по естественным связям.
Реальные почвы представляют собой неоднородную полидисперсную трехфазную среду с множеством макро- и микротрещин, пустот и неоднородных включений. Используя неоднородности как концентраторы напряжений, обеспечивая колебательные (вибрационные) воздействия, создавая разнонаправленные деформации, деформации растяжения, можно значительно снизить затраты энергии и улучшить качество обработки почвы.
Рабочий процесс рыхления предлагаемым глубокорыхлителем заключается в следующем. При движении пахотного агрегата долото 3 режущей кромкой 7 (первый источник колебаний) снимает почвенную «стружку», которая движется по режущей плоскости 8 до схода через разгрузочные окна 4. Во время схода «стружка» под действием напора «материнской» почвы разрушается о делитель 6 (второй источник колебаний). Дополнительная режущая кромка 9 повторяет процесс резания «стружки», образуя третий источник колебаний.
Таким образом, интенсивный «колебательный обстрел» почвы изнутри приводит к более интенсивному разуплотнению «материнской» почвы, сопровождающемуся ее вспучиванием.
Использование предлагаемого рабочего органа глубокорыхлителя позволит улучшить качество обработки почвы при минимальных эксплуатационно-энергетических затратах.