РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
WORKING BODY FOR SURFACE SOIL TREATMENT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к средствам механизации сельскохозяйственного производства, а именно в качестве рабочего органа культиваторов для поверхностной обработки почвы, насыщенной сорной растительностью.
Известен рабочий орган культиватора, включающий стойку с режущей кромкой на фронтальной части и сопряженную с ней плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, в котором снабженная пяткой нижняя часть стойки сопряжена с упругим элементом, удаленные концы которого размещены на опорных площадках и в нишах крыльев плоскорежущей лапы, причем на удаленных концах упругого элемента выполнены окна с установленными в них фиксаторами ниш; фронтальная часть упругого элемента снабжена режущей кромкой; упругий элемент и плоскорежущая лапа выполнены из разнокачественных материалов, упругий элемент выполнен плоским; упругий элемент выполнен с изогнутой вниз по отношению к удаленным концам полкой; удаленные концы упругого элемента выполнены фигурными; ниши крыльев плоскорежущей лапы выполнены в виде двух оппозитно размещенных усеченных неравнобоких четырехугольных пирамид, основания которых совмещены с нижней плоскостью плоскорежущей лапы, а одна из боковых граней, образованная локальным срезом части крыла, параллельной заднему обрезу и смещенной от него на величину опорной площадки, образует щель для размещения удаленного конца упругого элемента; фиксаторы выполнены в виде локальных выпуклостей на верхних основаниях усеченных пирамид и направлены выступающими частями к нижней плоскости плоскорежущей лапы; пятка стойки соединена с упругим элементом посредством заклепок; пятка снабжена лезвием, смещенным назад относительно режущей кромки упругой пластины; передняя и задняя кромки плоскорежущей лапы выполнены по конгруэнтным линиям (патент RU №2104624).
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся неудовлетворительное качество крошения и неполное подрезание сорной растительности.
Известна плоскорежущая лапа, включающая стойку, на которой закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, в которой плоскорежущая лапа снабжена скалывающими уступами и со смещением назад от режущей кромки лапы; скалывающий элемент выполнен в виде призмы, одна из боковых граней которой ортогональна к верхней плоскости лапы и к направлению ее движения, а высота призмы больше или равна толщине стрельчатой плоскорежущей лапы (патент RU №2105446).
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся неполное подрезание корней сорняков крыльями плоскорежущей лапы, обволакивание стойки растительными остатками.
c
c
π
π
2
Известен рабочий орган для поверхностной обработки почвы, включающий стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с передней режущей кромкой, при этом рабочая кромка стойки образована с переменным углом заточки по ее высоте, причем заточка с минимальным углом выполнена на части стойки, обрабатывающей поверхностный слой, а режущая кромка на крыльях лапы образована заточкой передней грани с переменным углом, уменьшающимся в направлении свободного конца каждого крыла от стойки, причем лапа с задней стенкой стойки сопряжена посредством паза и зафиксирована в нем посредством клина, изменение угла заточки рабочей кромки по высоте стойки описано уравнением второго порядка вида h =2ρi, где h - высота стойки, мм; i - угол заточки; ρ - фокальный параметр параболы, а изменение угла заточки режущей кромки крыла лапы описано уравнением прямой вида i=-(Ab+C)/B, где i - угол заточки; b - длина крыла лапы от стойки до свободного конца, мм; A, B, C - коэффициенты пропорциональности, полученные на основе экспериментальных данных (патент RU №2105446).
К недостаткам данного рабочего органа относятся низкая надежность работы, обволакивание стойки и лапы растительными остатками, сложность изготовления и технического обслуживания.
Известен рабочий орган для поверхностной обработки почвы, содержащий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, на котором шарнирно и с возможностью колебаний в продольной вертикальной плоскости установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой, при этом стойка выполнена отклоненной назад под углом трения движения материала стойки о почву и сопряжена в верхней части с вертикальным хвостовиком по радиусу, а в нижней части - со стрельчатой плоскорежущей лапой, передняя часть стойки имеет заострение под углом, обеспечивающим перерезание сорняков и сдвиг их к плоскости стрельчатой лапы, стрельчатая лапа установлена под углом подъема к горизонтальной плоскости, обеспечивающим рыхление почвы без выноса нижних влажных слоев на поверхность, и имеет угол раствора меньше двойного угла трения движения материала лапы о почву, а вертикальный хвостовик установлен в продольном брусе с помощью цилиндрической головки и зафиксирован пальцем, причем верхняя часть вертикального хвостовика зафиксирована между пружинами сжатия, установленными в проточке продольного бруса (патент RU №2379865).
К недостаткам данного рабочего органа относятся обволакивание стойки и лапы растительными остатками и отсутствие возможности самоочищения крыльев лапы при работе.
Данный рабочий орган принят в качестве ближайшего аналога.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества обработки эрозионно опасных почв с сильной сорной растительностью, предотвращение обволакивания стойки и лапы растительными остатками.
Технический результат - создание мульчирующего слоя в верхнем горизонте агрономически ценными почвенными фракциями, полное механическое уничтожение сорняков, качественная обработка верхнего слоя с посевным ложем при обработке паров и полей для посева теплолюбивых культур, исключение выноса эрозионно опасных частичек почвы вместе с влажным нижним слоем.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе для поверхностной обработки почвы, содержащем раму с присоединенным к ней продольным брусом, на котором шарнирно с возможностью колебаний в продольной горизонтальной плоскости установлен рыхлительный рабочий орган со стойкой, согласно изобретению стойка выполнена комбинированной, состоит из плоского ножа с передней режущей кромкой, выполненной под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку, имеющую заточку, причем заточка выполнена с левой стороны, а с правой стороны имеется наплавка твердым износостойким сплавом, плоский нож закреплен к державке, установленной шарнирно в продольном брусе с возможностью колебания в горизонтальной плоскости, державка имеет головку с рычагом, зафиксированным между пружинами сжатия, к плоскому ножу стойки закреплена стрельчатая плоскорежущая лапа с углом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность, угол раствора лап γ принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы, глубина обработки «а» не должна превышать высоты передней режущей кромки плоского ножа, режущая кромка лезвия стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Конструкция рабочего органа поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен рабочий орган - вид сбоку.
На фиг.2 - то же, вид сверху.
Рабочий орган для поверхностной обработки почвы включает продольный брус 1, на котором шарнирно с возможностью колебаний в продольной горизонтальной плоскости с помощью державки 2, плоского ножа 3 установлена стрельчатая плоскорежущая лапа 4. Державка 2 имеет головку 5 с рычагом 6, конец которого зафиксирован между пружинами 7 сжатия. Плоский нож 3 в передней части имеет режущую кромку 8, заточенную с левой стороны и наплавленную твердым сплавом с правой стороны. Передняя режущая кромка 8 выполнена под углом φ к горизонтальной плоскости, величина которого меньше угла трения сорняка о режущую кромку. Стрельчатая лапа 4 выполнена с учетом крошения α, обеспечивающим рыхление почвы без выноса влажных слоев на поверхность. Угол γ раствора лап принят из условия обеспечения скольжения сорняков вдоль лезвия лапы.
Глубина обработки «а» рабочим органом не должна превышать высоты передней режущей кромки 8. Режущая кромка 9 лезвия стрельчатых лап имеет верхнюю заточку и наплавку твердым сплавом нижней кромки.
Рабочий орган для поверхностной обработки почвы работает следующим образом.
При установившемся движении при обработке почвы, насыщенной сорняками, первой в работу вступает наклонная к горизонту под углом φ передняя режущая кромка 8.
Стебель и корни сорной растительности за счет угла наклона лезвия и поступательного перемещения рабочего органа скользят сверху вниз из-за отсутствия опоры для резания. При достижении поверхности поля стебель притормаживается. За счет силы инерции покоя и трения о поверхность верхнего сухого слоя почвы стебель приобретает упругую опору и разрезается режущей кромкой 8 на две равные или неравные части. В случае нависания корней сорняков или посторонних предметов последние за счет угла наклона режущей кромки 8 к горизонту увлекаются в нижние слои почвы и попадают под воздействие стрельчатой плоскорежущей лапы 4, перерезаются их режущими лезвиями и размещаются в разрыхленном слое почвы для перегнивания и улучшения структуры почвы. При обволакивании лезвия стрельчатой лапы 4 сорняками или посторонними предметами усилие на лезвии возрастает и лапа 4 поворачивается в продольной горизонтальной плоскости, угол γ уменьшается и лезвие 9 освобождается от сорняка или постороннего предмета. Пружины 7 через рычаг 6 возвращают лапу в исходное положение. При работе стрельчатая лапа будет совершать колебания постоянно, что предотвращает обволакивание рабочего органа растительными остатками, повышает качество крошения, полное механическое уничтожение сорняков, а односторонняя заточка режущей кромки ножа 3 и лап 4 с наплавкой твердым износостойким сплавом другой стороны обеспечивает самозатачивание лезвий, полное уничтожение сорняков и качественную обработку верхнего слоя почвы.