РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для обработки почвы с пружинящими рабочими органами.
Известен ротационный рабочий орган пропашного культиватора [Авторское свидетельство RU патент №204863, МПК кл. А01В 35/18, 2021], содержащий установленную на оси крыльчатку, на лопастях которой закреплены зубья, каждая из лопастей имеет форму участка спирали Архимеда, а зубья расположены в точках пересечения, лопастей с прямыми, исходящими из оси вращения рабочего органа, ось крыльчатки в рабочем положении вертикальна, жестко прикреплена к наклонному грядилю, соединенному с брусом рамы почвообрабатывающего орудия через горизонтальный шарнир и подпружиненную нажимную штангу с возможностью колебаний в продольно-вертикальной плоскости.
Известен также ротационный рабочий орган пропашного культиватора [Авторское свидетельство RU патент №205807, МПК кл. А01В 39/08, А01В 21/06, 2021], содержащий установленную на оси с возможностью вращения крыльчатку, на лопастях которой закреплены зубья, каждая из лопастей имеет форму участка спирали Архимеда, а зубья расположены в точках пересечения лопастей с прямыми, исходящими го оси вращения рабочего органа, причем ось крыльчатки и зубья в рабочем положении вертикальны, а лопасти имеют круглое сечение, изготовлены из пружинной стали и расположены горизонтально.
Общим недостатком указанных конструкций является отсутствие функции подрезания укоренившихся сорняков и ограниченная ширина захвата, снижающая эффективность обработки почвы в широких междурядьях и на грядах.
Наиболее близким аналогом к заявленному является рабочий орган для обработки почвы [Авторское свидетельство RU патент №2733439, МПК кл. А01В 35/26, 2019], включающий лемех, выполненный наклонным в виде равнобедренного треугольника, на котором жестко закреплены две вертикальные стойки, причем крылья лемеха отогнуты вверх и в направлении центральной оси симметрии с возможностью сжимания подрезанного лемехом почвенного пласта по ходу движения рабочего органа и с прорезами в задней части.
Недостатком данной конструкции является высокая энергоемкость при разрушении почвы сжатием и низкое качество крошения почвенного пласта. Из [4, с. 12] известно, что почва имеет значительно больший предел прочности при деформации сжатием, по сравнению со сдвигом, с изгибом и с растяжением.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергоемкости при повышении качества работы.
Технический результат достигается за счет того, что углы лемеха у основания равнобедренного треугольника отрезаны под углом 30° относительно линии основания, углы в местах пересечения линий отрезов со сторонами лемеха закруглены, в местах пересечения линий отрезов и линии основания к лемеху жестко прикреплены две вертикальные стойки круглого сечения, на которых в подшипниковых узлах, с возможностью свободного вращения и регулирования по высоте установки, закреплены ротационные рабочие органы, в виде горизонтальных крыльчаток имеющих ступицу, лопасти из пружинной стали круглого сечения, изогнутые по форме участка спирали Архимеда, с жестко закрепленными на них в вертикальном положении зубьями, расположенными в точках пересечения лопастей с прямыми, исходящими из оси вращения крыльчатки.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает появление у заявленного рабочего органа для обработки почвы новых свойств, отличных от прототипа.
Таким образом, заявленные признаки полезной модели соответствуют критерию «новизна».
На фиг.1 изображена схема рабочего органа для обработки почвы, вид сверху, на фиг.2 - то же, вид сбоку с разрезом А-А на фиг.1, на фиг 3 - схема расположения лопастей и зубьев рабочего органа в ненагруженном состоянии.
Рабочий орган для обработки почвы, включающий лемех 3, выполненный наклонным в виде равнобедренного треугольника, на котором жестко закреплены вертикальные стойки 1, 4, причем углы лемеха у основания равнобедренного треугольника отрезаны под углом 30° относительно линии основания, углы в местах пересечения линий отрезов со сторонами лемеха закруглены, в местах пересечения линий отрезов и линии основания к лемеху жестко прикреплены две вертикальные стойки 1, 4 круглого сечения, на которых в подшипниковых узлах 5, с возможностью свободного вращения и регулирования по высоте установки, закреплены ротационные рабочие органы, в виде горизонтальных крыльчаток имеющих ступицу 7, лопасти 2 из пружинной стали круглого сечения, изогнутые по форме участка спирали Архимеда, с жестко закрепленными на них в вертикальном положении зубьями 6, расположенными в точках пересечения лопастей 2 с прямыми, исходящими из оси вращения крыльчатки.
Работа рабочего органа для обработки почвы осуществляется следующим образом.
Перед работой высота установки ротационных рабочих органов, в зависимости от заданной глубины обработки, регулируется перемещением вдоль стоек 1, 4 такой, чтобы все зубья 6 крыльчаток двигались в почве, а лопасти 2 двигались над почвой.
В процессе движения лемех 3 подрезает корни сорных растений и слой почвы, который, за счет наклона лемеха 3 к дну борозды и создаваемого им давления, разрушается на крупнокомковатые фрагменты методом излома. При этом энергоемкость разрушения снижается, согласно [3, с. 12] по сравнению с разрушением методом сдавливания у прототипа.
Разрушенный лемехом 3 на крупнокомковатые фрагменты пласт поступает в зону действия зубьев ротационных рабочих органов.
Под воздействием сил сопротивления почвы и корневой системы сорных растений движению зубьев 6 в полосах А (фиг.1), лопасти крыльчаток 2 из пружинной стали дополнительно изгибаются, плечи действия сил сопротивления почвы зубьям 6 относительно оси вращения крыльчаток уменьшаются, что приводит к снижению их суммарного крутящего момента.
Одновременно, в полосах В, под воздействием аналогичных сил сопротивления, лопасти 2 из пружинной стали дополнительно разгибаются, плечи действия сил сопротивления почвы зубьям 6 относительно оси вращения крыльчаток увеличиваются, что приводит к повышению их суммарного крутящего момента.
В результате вышеуказанного разбаланса крутящих моментов сил сопротивления относительно оси вращения возникает устойчивое вращение левой крыльчатки по часовой стрелке (фиг.3) с переменной угловой скоростью со, а правой крыльчатки против часовой стрелки, что обеспечивает более мелкое рыхление верхнего слоя почвы в широких междурядьях пропашных культур, в междурядьях ягодных кустарников или на грядах. Отсутствие сил сжатия, участков волочения, повышает способность к самоочищению, снижает энергоемкость операции при повышении качества работы.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство RU патент №204863, МПК кл. А01В 35/18, 2021.
2. Авторское свидетельство RU патент №205807, МПК кл. А01В 39/08, А01В 21/06, 2021.
3. Авторское свидетельство RU патент №2733439, МПК кл. А01В 35/26, 2019.
4. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994. - 751 с.