Почвообрабатывающий каток

Техническое решение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам машин для поверхностной обработки почвы.
Известен каток для обработки почвы содержащий диски, установленные с промежутком на валу и шарнирно соединенные прутьями (патент России на изобретение №2103851).
Недостатком этого аналога является то, что он обеспечивает только разрыхление почвы при прикатывании, но не способен равномерно уплотнять почву по всей ширине рабочей зоны прикатывания.
Также, известно ротационное почвообрабатывающее орудие, содержащее на раме цилиндрические ротационные диски с рыхлительными элементами на их поверхности, которые соединены между собой в батарею крестообразными цилиндрическими шарнирами (Пат. Украины №52732 МПК А01В 29/04. - Опубл. 15.01.2003, Бюл. №1, 2003 г.).
Это орудие обеспечивает измельчение почвенных комков с прикатыванием поверхности поля только по следу дисков, а между ними комки не измельчаются, что является существенным недостатком этого устройства.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является почвообрабатывающий каток, содержащий установленные на раме с помощью упругих тяг цилиндрические ротационные диски с рыхлительными элементами на их рабочей поверхности, поверхность рыхлительных элементов выполнена по форме логарифмической кривой (патент России на полезную модель №165505).
Основным недостатком прототипа является то, что при работе на тяжелых почвах с большим количеством пожнивных остатков происходит забивание между поверхностью дисков и шарнирно закрепленными рыхлительными элементами, что приводит к снижению качества измельчения комков по всей ширине рабочей зоны прикатывания
Задача, на решение которой направлено техническое решение - повышение эффективности измельчения комков почвы и пожнивных остатков по всей ширине захвата катка.
Технический результат - повышение степени измельчения комков почвы и пожнивных остатков по всей ширине захвата катка, а также создания желобковидной формы поверхности почвы для накопления и сохранения капиллярной влаги в пахотном слое.
Указанный технический результат достигается тем, что почвообрабатывающий каток, содержащий установленные на раме цилиндрические ротационные диски с рыхлительными элементами, боковая поверхность которых выполнена по форме логарифмической кривой, дополнительно содержит рыхлительные резиновые элементы, выполненные в виде усеченных конусов, прижимаются к ротационным дискам пружинами и полусферическими головками, имеющими форму логарифмической кривой, с направляющими штифтами, жестко скрепленными с дисками посредством резьбовых соединений, а полусферические головки штифтов имеют проточки, вал с пружинами, установленный на раме посредством шарниров, на котором между дисками жестко закреплены рычаги с ножами, режущая кромка которых выполнена в виде отрезка логарифмической спирали с зубьями и впадинами, при этом рычаги имеют нижний ограничитель колебаний и верхний, состоящий из упругих пластин и прорезиненных бойков, взаимодействующих с резиновыми ударниками рычагов.
Общими с прототипом признаками являются: установленные на раме цилиндрические ротационные диски с рыхлительными элементами, боковая поверхность которых выполнена по форме логарифмической кривой.
Отличительными признаками технического решения являются:
- рыхлительные резиновые элементы в форме усеченных конусов, прижимаются к ротационным дискам пружинами и полусферическими головками, имеющими форму логарифмической кривой, что обеспечивает внедрение в почву с минимальным ее сопротивлением и созданием полусферических желобков для накопления и сохранения влаги в почве,
- направляющие штифты жестко скреплены с дисками посредством резьбовых соединений, а полусферические головки штифтов имеют проточки, что позволяет изменять жесткость пружины в полевых условиях,
- на раме посредством шарниров установлен вал, с пружинами на котором между дисками жестко закреплены рычаги с ножами, режущая кромка которых выполнена в виде отрезка логарифмической спирали с зубьями и впадинами, обеспечивающими качественное измельчение комков почвы и пожнивных остатков в пространстве между дисками. Рычаги имеют нижний ограничитель колебаний и верхний, состоящий из упругих пластин и прорезиненных бойков, взаимодействующих с резиновыми ударниками рычагов, что обеспечивает требуемую амплитуду колебаний и ударный эффект взаимодействия ножей с почвой.
Совокупность существенных признаков обеспечивает решение технической задачи.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен почвообрабатывающий каток, вид сбоку.
На фиг. 2 - то же, вид сзади.
На фиг. 3 изображен рыхлительный элемент катка.
Почвообрабатывающий каток содержит установленные на раме 1 цилиндрические ротационные диски 2 с рыхлительными элементами 3 (фиг. 1). Рыхлительные резиновые элементы 3 (фиг. 3) имеют форму усеченных конусов, боковая поверхность которых выполнена по отрезку логарифмической спирали и прижимаются к ротационным дискам 2 пружинами 4 и полусферическими головками 5. Полусферические головки 5 имеют форму логарифмической кривой, с направляющими штифтами 6. Штифты 6 жестко скреплены с дисками 2 посредством резьбовых соединений 7, а полусферические головки 8 штифтов 6 имеют проточки 9. На раме 1 (фиг. 2) установлен вал 10 посредством шарниров 11 с пружинами 12, на котором между дисками 2 жестко закреплены рычаги 13 (фиг. 1) с ножами 14. Режущая кромка 15 ножей 14 выполнена в виде отрезка логарифмической спирали 16 с зубьями 17 и впадинами 18. Рычаги 13 имеют нижний ограничитель колебаний 19 и верхний 20, состоящий из упругих пластин 21 и прорезиненных бойков 22, взаимодействующих с резиновыми ударниками 23 рычагов 13 (фиг. 1).
1
2
Работает почвообрабатывающий каток следующим образом. При движении по поверхности поля цилиндрические ротационные диски 2 вращаются за счет сил сцепления между почвой и рыхлительными элементами 3 (фиг. 1). Внедряясь в почву, рыхлительные элементы 3 формируют полусферические желобки, за счет формы усеченных конусов (фиг. 3) и полусферических головок 5. При этом рыхлительные элементы испытывают минимальное сопротивление при внедрении в почву за счет боковой поверхности, которая выполненной по отрезку логарифмической спирали f(x). При этом обеспечивается равномерное распределение давления на почву по всему диаметру d резиновых элементов 3 за счет полусферических головок 5, имеющих форму логарифмической кривой f(x). Резиновые элементы 3 расположенные на диске 2 с шагом S (фиг. 1) обеспечивают смыкание зон деформации почвы без их наложения, что приводит к отсутствию обработанных зон при движении цилиндрических ротационных дисков 2. При накатывании на переуплотненный комок почвы резинового элемента 3 происходит его сжатие с перемещением в направлении резьбового соединения 7. При этом полусферическая головка 5 начнет сжимать пружину 4 и рыхлительный элемент 3 (фиг. 3). Полусферическая головка 8 штифта 6 постепенно будет выходить из головки 5 и прокалывать комок. Одновременное воздействие головки 5 с разжимаемой пружиной 4 и рыхлительного элемента 3 с головкой 8 создает многократное упругоударное воздействие, приводящее к разрушению комка. В результате разрушенные частицы комка уплотнятся диском 2. Усилие растяжения пружины регулируется поворотом полусферической головки 8 с помощью проточки 9 штифта 6 в резьбовом соединении 7. При движении катка в пространстве между дисками 2 (фиг. 1) происходит дополнительное разрушение комков почвы и пожнивных остатков ножами 14, расположенными на подпружиненных рычагах 13. Почва с пожнивными остатками перемещается вдоль режущей кромки 15, которая выполнена в виде отрезка логарифмической спирали f(x) 16, при этом комки почвы разрушаются, а пожнивные остатки измельчаются межу зубьями 17 и впадинами 18 за счет эффекта скользящего резания. Интенсивность процесса разрушения обеспечивается колебаниями ножей 14, установленных на подпружиненных рычагах 13 жестко закрепленных на валу 10, который имеет шарниры 11 и подпружинен к раме 1 пружинами 12 (фиг. 2). Амплитуда колебаний ограничена нижним ограничителем колебаний 19 (фиг. 1) и верхним 20, состоящим из упругих пластин 21 и прорезиненных бойков 22, взаимодействующих с резиновыми ударниками 23 рычагов 13, что приводит к ударным импульсам и возникновению дополнительных колебаний ножей 14, усиливающих подвижность перемещающегося вдоль режущей кромки 15 слоя уплотняемой почвы, обеспечивая необходимую плотность поверхности для дальнейшего ее использования.
Использование почвообрабатывающего катка новой конструкции обеспечивает повышение эффективности измельчения комков почвы и пожнивных остатков по всей ширине захвата катка, а также создание желобковидной формы поверхности почвы для накопления и сохранения капиллярной влаги в пахотном слое.