РОТАЦИОННЫЙ КУЛЬТИВАТОР

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к ротационным орудиям для обработки почвы.
Известно ротационное орудие для поверхностной обработки почвы, содержащее батареи дисковых рабочих органов, состоящих из отдельных секций, включающих в себя два диска, установленных на изогнутой оси с возможностью свободного вращения. При этом плоскости вращения этих двух дисков образуют между собой угол α. Изогнутые оси секций соединены между собой неподвижно и образуют цельную батарею, причем линии изгиба изогнутых осей каждой секции лежат в одной плоскости, отклоненной от вертикали в сторону поступательного движения орудия на угол ϕ, при котором обеспечивается минимальное расстояние между дисками на уровне поверхности поля в зоне выхода их из почвы [1].
Недостатком данного орудия является то, что оно выполняет только поверхностную обработку почвы, плохо копирует поверхность поля и не способно выполнять более глубокую обработку почвы.
Также известен дисковый рыхлитель, включающий раму со стойками и пару плоских дисков, закрепленных к стойкам посредством ступиц, наклоненных друг у другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющих большее расстояние между верхними передними режущими кромками, чем между нижними задними [2].
Недостатками дискового рыхлителя являются то, что для заглубления дисков требуется значительная вертикальная нагрузка, что приводит к неравномерной обработке почвы по глубине. Кроме того не всегда обеспечивается качественное крошение почвы вследствие проскальзывания дисков и недостаточного зацепления пласта, находящегося в междисковом пространстве.
Прототипом является ротационный культиватор, включающий раму, закрепленные на ней стойки и пару плоских дисков, наклоненных друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющих большее расстояние между верхними передними режущими кромками, чем между нижними задними и закрепленные к стойкам посредством ступиц, причем стойки оснащены гидровибраторами, обеспечивающими их вибрацию в осевом направлении, а плоские диски снабжены лопатками, имеющими форму прямоугольной трапеции и расположенными радиально по окружности их режущей кромки, причем лопатки закреплены к дискам неподвижно с внутренней стороны большим основанием трапеции, а длина меньшего основания равна максимальной глубине обработки почвы [3].
Недостатками данного изобретения являются низкое качество обработки почвы и значительная энергоемкость процесса рыхления из-за наличия лопатки, имеющую форму прямоугольной трапеции, что приводит к быстрому износу и поломке лопаток такой формы.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков.
Технический результат - снижение энергоемкости обработки почвы, обеспечение стабильной глубины обработки и увеличение степени ее крошения.
Указанный технический результат достигается тем, что в ротационном культиваторе, включающем раму, смонтированные на ней с возможностью изменения своего положения по высоте стойки, закрепленные к стойкам посредством ступиц, оснащенные лопатками и наклоненные друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях пару плоских дисков, каждый плоский диск по периферии отогнут на заданный угол и на отогнутой площадке по окружности закреплены лопатки в виде ножа, при этом режущая кромка каждой лопатки имеет контур, образованный участком логарифмической спирали, выпуклость которого обращена в сторону направления движения и по контуру выполнена зубчатой, причем передняя кромка каждого зуба имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена от центра отогнутого плоского диска, а вершина и ее выпуклость - в сторону направления движения.
Ротационный культиватор поясняется схемами:
фиг. 1. - схема ротационного культиватора, вид спереди;
фиг. 2. - схема ротационного культиватора, вид сверху;
фиг. 3. - схема построения контура режущей кромки лопатки;
фиг. 4. - схема построения передней кромки зуба лопатки.
Ротационный культиватор (фиг. 1 и 2) состоит из рамы 1, и смонтированных на ней с возможностью изменения своего положения по высоте стоек 2. Также он включает пару плоских дисков 3, закрепленных к стойкам посредством ступиц 4, которые оснащены лопатками 5 и наклонены друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Причем каждый плоский диск 3 по периферии отогнут на заданный угол и на отогнутой площадке 6 по окружности закреплены лопатки 5 в виде ножа. При этом режущая кромка каждой лопатки имеет контур 7 (фиг. 3), образованный участком логарифмической спирали, выпуклость которого обращена в сторону направления движения и по контуру 7 выполнена зубчатой. Также передняя кромка 8 каждого зуба 9 имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена от центра отогнутого плоского диска 3, а вершина и ее выпуклость - в сторону направления движения и выполнена от носка К до пятки М зуба 9 по участку параболы (фиг. 4).
Ротационный культиватор работает следующим образом.
а
При проходе орудия по полю, предварительно обработанному дисковыми или лаповыми рабочими органами, диски 3 надрезают поверхностный слой и заглубляются в почву на заданную глубину . В процессе движения, за счет сил трения, диски 3 вращаются в направлении поступательного движения агрегата. При этом за счет выполнения контура 7 режущей кромки, проходящей по концам зубьев 9 лопатки 5, по участку логарифмической спирали, полярная ось которой находится на пересечении линий окружности диска 3 и продольной оси лопатки 5, подрезание пласта почвы и сорняков осуществляется в вертикальной плоскости со скольжением и минимальной энергоемкостью процесса резания. Под действием зубьев 9 лопатки 5, передняя кромка 8 которых имеет форму половины параболы, ветвь которой обращена от центра отогнутого плоского диска 3, а вершина и ее выпуклость - в сторону направления движения, происходит разрушение почвенных комков, а подрезание почвы и сорняков - под углом скольжения. Далее подрезанный почвенный пласт, поднимаясь по рабочей поверхности, вступает на отогнутую часть 6 диска 3, где происходит интенсивное крошение почвы без увеличения тягового сопротивления рабочего органа 3. Кроме того, выполнение зубчатой режущей кромки лопатки 5 по вышеуказанной форме обеспечивает скользящее резание и деформацию почвы с наименьшим сопротивлением и способствует управлению траекторией движения пласта почвы, что уменьшает его отброс в сторону.
Таким образом, такое конструктивное исполнение ротационного культиватора обеспечивает устойчивое заглубление дисковых рабочих органов в почву и увеличение степени крошения обрабатываемого пласта с минимальными затратами энергии.
Список использованной литературы.
1. Патент РФ №2520124, МПК А01В 21/08; 23/00; 35/28. Ротационное орудие для поверхностной обработки почвы/А.Р. Валиев, Б.Г. Зиганшин, Р.В. Миникаев и др., заявл. 26.11.2012, опубл. 20.06.2014, бюлл. №17.
2. Панов И.М. Физические основы механики почв/И.М. Панов, В.И. Ветохин. - К.: Феникс, 2008. - С.36-38.
3. Патент РФ №2552364, МПК А01В 35/28. Ротационный культиватор /А.Р. Валиев, Н.К. Мазитов, Б.Г. Зиганшин, Р.В. Миникаев и др., заявл. 03.02.2014, опубл. 10.06.2015, бюлл. №16.