Рабочий орган для щелевания почвы

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для щелевания почвы.
В качестве прототипа выбрана конструкция рабочего органа для щелевания почвы (а.с. СССР №1071238, МПК А01В 13/16, бюл. №5, 1984, 07.02.1984 г.), включающего стойку, выполненную в виде симметричного клина и имеющую по всей длине эластичную прокладку и вертикальную общую ось, на которой установлены сменные режущие элемент. Режущие элементы подпружинены вдоль оси пружиной и установлены на оси посредством подвески в виде направляющих штырей, шарнирно закрепленных на оси. Штыри вставлены в отверстия в режущих элементах. На штырях установлены пружины. В нижней части стойки имеется режущий элемент, выполненный в виде дренера.
Прототип имеет следующие недостатки. В механической системе рабочего органа для щелевания почвы с подвижным креплением режущих элементов на вертикальной общей оси не обеспечивается эффективное независимое колебание сменных режущих элементов, т.к. они являются пассивными элементами. При движении рабочего органа для щелевания почвы с принятыми в почвообработке скоростями, под действием встречного массива почвы с возникающей силой сопротивления, режущие элементы будут прижиматься к стойке, сжимая пружины, установленные на штырях и будут удерживаться в прижатом положении до снижения скорости или прекращении движения устройства. Основной составляющей силы сопротивления при выполнении щелевания почвы является сила резания почвы, обусловленная ее физико-механическими свойствами: прочностью, вязкостью, уплотненностью. Значительная величина силы резания почвы, а также постоянное присутствие уплотненной зоны почвы перед режущими элементами движущегося устройства для щелевания почвы препятствуют возникновению автоколебаний пассивных режущих элементов, в результате тяговое сопротивление возрастает, а качество щелевания почвы снижается.
Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции рабочего органа для щелевания почвы.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение устойчивого непрерывного колебательного движения сменных режущих элементов в вертикальной плоскости с регулируемой частотой при перемещении рабочего органа в почве, снижение силы резания почвы, уменьшение тягового сопротивления, улучшение качества щелевания и повышение производительности рабочего органа для щелевания почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем органе для щелевания почвы, включающем стойку со сменными режущими элементами, установленными шарнирно, и нижний режущий элемент, выполненный в виде дренера, согласно полезной модели, каждый сменный режущий элемент установлен на стойке на индивидуальной оси, расположенной горизонтально, а тыльной частью сменные режущие элементы шарнирно соединены с подвижно размещенной в пазу внутри стойки вертикальной рейкой, которая жестко соединена со штоком гидравлического вибратора в виде короткоходового гидроцилиндра, установленного на верхней части стойки, при этом сменные режущие элементы имеют возможность перемещаться только в вертикальной плоскости.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками полезной модели, является наличие в рабочем органе для щелевания почвы стойки со сменными режущими элементами, установленными шарнирно, и нижнего режущего элемента, выполненного в виде дренера.
Отличительными признаками является то, что каждый сменный режущий элемент установлен на стойке на индивидуальной оси, расположенной горизонтально, а тыльной частью сменные режущие элементы шарнирно соединены с подвижно размещенной в пазу внутри стойки вертикальной рейкой, которая жестко соединена со штоком гидравлического вибратора в виде короткоходового гидроцилиндра, установленного на верхней части стойки, при этом сменные режущие элементы имеют возможность перемещаться только в вертикальной плоскости.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. При перемещении рабочего органа в почве гидравлический вибратор в виде короткоходового гидроцилиндра обеспечивает устойчивые непрерывные колебательные движения сменных режущих элементов в вертикальной плоскости с регулируемой частотой, что приводит к снижению силы резания почвы, уменьшению тягового сопротивления, улучшению качества щелевания и повышению производительности рабочего органа для щелевания почвы.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на Фиг. 1 изображен рабочий орган для щелевания почвы, вид с боку, на Фиг. 2 - вид спереди, на Фиг. 3 - сечение А-А Фиг. 1, на Фиг. 4 - показана кинематическая связь гидравлического вибратора с рейкой и рейки со сменными режущими элементами.
Рабочий орган для щелевания почвы включает стойку 1 со сменными режущими элементами 2, установленными шарнирно, и нижний режущий элемент 3, выполненный в виде дренера. Каждый сменный режущий элемент 2 установлен на стойке 1 на индивидуальной оси 4, расположенной горизонтально, а тыльной частью сменные режущие элементы 2 шарнирно соединены с подвижно размещенной в пазу внутри стойки 1 вертикальной рейкой 5, которая жестко соединена со штоком 6 гидравлического вибратора 7 в виде короткоходового гидроцилиндра, установленного на верхней части стойки 1, который присоединяется к гидросистеме трактора (на фигурах не показан), например с помощью штуцеров 8, при этом сменные режущие элементы 2 имеют возможность перемещаться только в вертикальной плоскости. На стойке имеется элемент 9 для крепления рабочего органа для щелевания почвы к раме почвообрабатывающего агрегата (на фигурах не показан).
Рабочий орган для щелевания почвы работает следующим образом. При выполнении щелевания рабочий орган для щелевания погружается в почву на определенную агротехнологическую глубину, при этом сменные режущие элементы 2 направлены в сторону рабочего движения. При движении в почве рабочего органа для щелевания его нижний режущий элемент 3, выполненный в виде дренера подрезает вертикальный слой почвы шириной, равной ширине дренера, образовывая дно щели. Подрезанный слой почвы наклонной поверхностью дренера перемещается вверх, уплотняя зону почвенного массива перед стойкой 1. Во время движения рабочего органа для щелевания почвы из гидравлической системы агрегатируемого трактора (на фигурах не показан), перемещающего рабочий орган для щелевания почвы, включается подача рабочей жидкости в гидравлический вибратор 7, шток 6 которого начинает совершать возвратно-поступательные короткоходовые движения колебательного характера. Частота колебаний регулируется гидрораспределителем гидравлической системы агрегатируемого трактора (на фигурах не показан). Возвратно-поступательные движения штока 6 через жесткое соединение передаются вертикальной рейке 5, которая по подвижной посадке помещена во внутренний паз стойки 1. Вертикальная рейка 5, будучи шарнирно соединенной с тыльными сторонами каждого сменного режущего элемента 2, приводит их в возвратно-вращательные движения вокруг индивидуальных осей 4. При этом сменные режущие элементы 2 крошат перед стойкой 1 уплотненный почвенный массив, образуя в нем вертикальную разрыхленную зону, в которую затем вклинивается стойка 1, и перемещаясь, раздвигает почву, формируя боковые стенки щели в почве. Предварительное разрыхление почвы перед движущейся стойкой 1 обеспечивает образование щели высокого качества с неосыпающимися стенками, а также значительно снижает тяговое сопротивление перемещению, что позволяет увеличить скорость перемещения рабочего органа при щелевании и соответственно повысить производительность рабочего органа для щелевания почвы.