Рабочий орган культиватора

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для сплошной и междурядной обработки почвы.
Известны рыхлительные лапы почвообрабатывающих машин, содержащие неподвижную стойку и шарнирно закрепленные на ней лемехи, свободные концы которых соединены виброударным механизмом, выполненным из чередующихся упругих элементов и жестких тел, размещенных в корпусе (Авторское свидетельство СССР, №1102499 «Рыхлительная лапа» А01В 13/08, 1983; Авторское свидетельство СССР, №1243641 «Почвообрабатывающий рабочий орган» А01В 35/26, 1984). Недостатком таких рыхлительных лап является повышенное тяговое сопротивление и большая развальная борозда за проходом стойки, вследствие жесткого крепления ее лобовой части к раме и невозможности реализации стойкой колебаний лемехов в вертикальной плоскости. Горизонтальные колебания лемехов интенсифицируют воздействие на почву только в горизонтальной плоскости и не передают возмущающего воздействия в вертикальную плоскость прохода стойки. В результате этого отсутствует взаимодействие подвижных лемехов с лобовой режущей частью стойки и согласованное их воздействие на почву, вследствие чего почва разбрасывается по поверхности лобовой частью стойки, образуя широкую развальную борозду. Поступательное движение режущей части стойки независимо от фаз деформации и разрушения почвы и отброс почвы в сторону приводит к повышенному тяговому сопротивлению и уменьшению противоэрозионной устойчивости почвы за счет снижения степени сохранения стерни.
Известна конструкция рабочего органа культиватора КПЭ-3,8, содержащего раму, подпружиненную С-образную стойку и стрельчатую лапу [Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М: Агропромиздат, 1989]. Данное конструктивное решение обеспечивает колебательное движение стрельчатой лапы в почве за счет действия переменной силы сопротивления и пружинного крепления стойки к раме, что позволяет снизить на незначительную величину значение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата.
Недостатком конструкции является нестабильность частоты и амплитуды колебаний рабочего органа, зависящих, в значительной мере, от частоты колебаний и тягового сопротивления. Вследствие этого, тяговое сопротивление перемещению в почве культиваторной лапы и тяговое сопротивлений почвообрабатывающего агрегата в целом снижаются незначительно, а повышение качества крошения почвы практически не происходит.
В качестве прототипа выбран рабочий орган культиватора, содержащий раму, Сообразную стойку и стрельчатую лапу. С-образная стойка крепится на раме и имеет пружинную подвеску относительно нее. На тыльной стороне С-образной стойки установлен ударный механизм маятникового типа, содержащий рычаг, верхняя сторона которого закреплена на оси вращения, а на нижней его стороне установлен ударник. Ось вращения рычага закреплена на С-образной стойке зажимом с возможностью изменения положения оси вращения по высоте относительно стрельчатой лапы [Пат. Украины №28178 «Робочий орган культиватора» А01В 35/22. - Опубл. 26.11.2007]. При работе данного устройства стрельчатая лапа вместе с подпружиненной относительно рамы упругой стойкой, за счет циклического изменения сопротивления почвы, колеблется с частотой от 2 до 5 колебаний в секунду. При этом колеблющийся рычаг с ударником, за счет действия инерционных сил, отклоняется от стойки, а затем ударяет по ней, вызывая вибрацию стойки и лапы, которая способствует самоочищению рабочего органа культиватора от налипающей на нее, в процессе работы, почвы с растительными остатками и снижению тягового сопротивления.
Недостатком прототипа является то, что колебания рабочего органа культиватора в почве неустойчивые и сильно зависят от ее удельного сопротивления. Так же следует отметить, что работа пружинной подвески и устройство маятника способствуют возникновению колебаний стойки в вертикальной плоскости. Это приводит к незначительному снижению сопротивления прохождения рабочего органа в почве, что в целом отражается на энергоемкости обработки.
Техническим результатом предлагаемого устройства является создание дополнительных колебаний в горизонтальной плоскости за счет ударных механизмов, жестко закрепленных в подлаповом пространстве рабочего органа в продольном направлении, что приводит к интенсификации крошения почвы и снижению энергоемкости обработки.
Указанный технический результат при работе устройства достигается за счет того, что рабочий орган культиватора, включающий подпружиненную С-образную стойку с культиваторной лапой, на крыльях лапы с тыльной стороны содержит жестко установленные в продольном направлении цилиндрические ударные механизмы, выполненные в виде трубчатых звеньев с внутренними полушаровыми заглушками и расположенными внутри них упругими шарами, способными свободно перемещаться вдоль оси трубчатого звена.
Устройство представлено графически: вид сбоку (фиг. 1) и вид сверху (лапа) (фиг. 2) Рабочий орган культиватора (фиг. 1) содержит установленную на раме 1 культиваторную лапу 2 на упругой стойке 3 с пружинной подвеской 4. Культиваторная лапа (фиг. 2) содержит жестко установленные с тыльной стороны, справа и слева ее крыльев, цилиндрические ударные механизмы, состоящие из пустотелого цилиндра 5 с внутренними полушаровыми заглушками 6 и расположенными внутри них шаровыми массами 7.
Рабочий орган культиватора работает следующим образом. Возникающая в процессе движения в почве переменная по величине сила сопротивления вызывает колебания упругой стойки 3 (фиг. 1) на пружинной подвеске 4. Данные колебания возникают в вертикальной плоскости. Наряду с этим возникают колебания в горизонтальной плоскости, которые обеспечиваются работой жестко установленных в подлаповом пространстве рабочего органа цилиндрических ударных механизмов. Переменная сила сопротивления почвы, действующая на лапу, обеспечивает перемещение шаровых масс в цилиндрах. В результате их перемещения происходит удар в крайних точках цилиндра шаровых масс об полушаровые заглушки. Возникают усилия, направленные противоположно силе сопротивления почвы, что приводит к разрушению почвы и снижению тягового сопротивления прохождения рабочего органа в почве. При соударении шаровых масс с полушаровыми заглушками, расположенными ближе к крыльям лапы возникают противоположно направленные усилия сопротивлению почвы на соответствующих крыльях лапы. При соударении шаровых масс с полушаровыми заглушками, расположенными дальше от крыльев лапы, образуются крутящие моменты в горизонтальной плоскости, обеспечивающие возникновение противоположных усилий на обратных крыльях лапы и возникают колебания лапы в горизонтальной плоскости.
Таким образом, предлагаемый рабочий орган культиватора с жестко установленными в продольном направлении с тыльной стороны лапы цилиндрическими ударными механизмами позволит снизить энергоемкость процесса обработки почвы и повысить качество крошения.