Рабочий орган для прецизионной обработки почвы
WORKING BODY FOR PRECISION TILLAGE

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к рабочим органам для основной обработки почвы.
Вспашка относится к основной обработке почвы, которую выполняют плугами, конструкция которых включает культурные, полувинтовые, винтовые рабочие органы.
Известны рабочие органы, которые в процессе вспашки укладывают пласт на сторону или в собственную борозду [Пат. РФ № 188560, МПК А01В 49/02, 2019.; Сакун В.А. Закономерности развития мобильной с/х техники. - М.: Колос, 1994. С. 134]. Гладкая вспашка, при которой пласт укладывается в свою борозду, способствует образованию слитной и выровненной поверхности без свальных гребней и разъемных борозд [Лобачевский Я.П., Сизов О.А., Золотарев С.А., Смирнова Л.А. Использование плугов для гладкой вспашки на различных типах почв и сельхозугодий (рекомендации). - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 36 с.].
Первым известным орудием для гладкой вспашки был конный плуг [Pat. USA № 2125036. Plow / C.S. Stewart. - July 26, 1938]. Функцию отвала в данном плуге выполняет кожух, изготовленный в виде вырезной цилиндрической трубы, которая в передней части имеет горизонтальную режущую кромку, а в верхней - развитое крыло, перпендикулярное движущемуся почвенного потоку. К днищу прикреплена установленная под углом полоса, которая должна давить на боковую грань пласта, заставляя его двигаться по трубе и укладываться обернутым в собственную борозду.
В 1962 году в США предложен однопластовый тракторный плуг [Pat. USA №3063506. Plow / W.R. Bertelsen. - Nov. 13, 1962]. Рабочий орган плуга выполнен в виде скрученного на 180° коробчатого лотка с двумя криволинейными стенками и днищем. В данной конструкции через отверстия в боковинах лотка предусматривалось подавать сжатый воздух для уменьшения сил трения.
Первым работоспособным плугом, изготовленным в 1972 году фирмой «Аллис Чалмерс» и осуществляющим оборот пласта в собственной борозде, был симметричный фронтальный плуг американских инженеров Л. Кауфмана и Д. Тоттена [Kaufman L.C., Totten D.C. Development of the inverting moldboard plow. Transactions of the ASAE. - 1972 - №1. - С. 55-60].
В то же время существующие конструкции фронтальных (полнооборотных плугов) энергоемки и не обеспечивают беспрепятственное прохождение почвы через рабочие органы плуга, поскольку оборот пласта происходит при его перемещении по дну борозды в условиях повышенного трения и в стесненных условиях.
Известен плуг полнооборотный модульный Андриксона А.Н [Пат. РФ №2683234, МПК А01В 15/08, 2018. Плуг полнооборотный модульный со стабилизаторами движения / Андриксон А.Н. - Опубл. 11.10.2018, №29], содержащий лемешно-отвальную поверхность и направляющую доску.
К недостаткам известного устройства для обработки почвы можно отнести большую энергоемкость процесса.
Известен рабочий орган в виде усеченного цилиндрического отвала (прототип), снабженный направляющей доской переменного сечения, связывающей крайнюю левую точку горизонтального диаметра передней части и нижнюю точку бороздного обреза цилиндрического отвала, жестко закрепленной на отвале [Пат. РФ №2714243 МПК А01В 49/00. Плужный корпус для обработки почвы / А.Ю. Измайлов, Я.П. Лобачевский, А.С. Дорохов, З.А. Годжаев, С.И. Старовойтов, Б.Х. Ахалая, В.М. Коротченя. - Опубл. 13.02.2020. Бюл. 5].
Предварительные испытания данного рабочего органа выявили нарушения беспрепятственного прохождения почвенного пласта.
Технической задачей изобретения является повышение технологической надежности процесса.
Поставленная техническая задача достигается тем, рабочий орган для прецизионной обработки почвы, содержащий усеченный цилиндрический отвал, направляющую доску, сталкиватель и стойку, согласно изобретению, отвал со стороны бороздного обреза выполнен с вырезом, одна сторона которого расположена по оси симметрии рабочего органа в месте его контакта с почвой и равна 1/3 длины направляющей доски, а другая, находящаяся на цилиндрическом отвале, под углом 30-35° к ней.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид сверху рабочего органа для прецизионной обработки почвы, на фиг. 2 - вид сбоку.
Рабочий орган для прецизионной обработки почвы включает усеченный цилиндрический отвал 1, расположенный под углом 3…4 градуса ко дну борозды, направляющую доску 2, сталкиватель 3 и стойку 4.
Расположение усеченного цилиндрического отвала 1 под углом 3…4 градуса ко дну борозды позволяет исключить трение внешней нижней поверхности цилиндрического отвала 1 о дно борозды. Направляющая доска 2 переменного сечения связывает крайнюю левую точку горизонтального диаметра передней части и нижнюю точку бороздного обреза цилиндрического отвала 1. В верхней части бороздного обреза усеченного цилиндрического отвала размещен сталкиватель 3. К усеченному цилиндрическому отвалу 1 приварена стойка 4. Отвал 1 со стороны бороздного обреза выполнен с вырезом, одна сторона 5 которого расположена по оси симметрии рабочего органа в месте его контакта с почвой и равна 1/3 длины направляющей доски, а другая 6, находящаяся на цилиндрическом отвале, под углом 30-35° к ней. Увеличение длины выреза 5 больше 1/3 длины направляющей доски нерационально, так как последующий оборот пласта уже будет проходить по дну борозды при преобладании трения почвы по почве.
Устройство работает следующим образом.
В процессе вспашки режущая кромка цилиндрического отвала 1 отрезает пласт почвы, который имеет форму полукруга. Контакт пласта почвы с направляющей 2 переменного сечения цилиндрического отвала 1 обеспечит его оборот против часовой стрелки. Энергоемкость оборота пласта, сечение которого имеет форму полукруга, меньше, чем энергоемкость оборота пласта, сечение которого имеет форму прямоугольника. Пласт практически не поднимается над дном борозды. На момент окончания взаимодействия цилиндрического отвала 1 и пласта, пласт занимает вертикальное положение. В этом положении на него оказывает влияние сталкиватель 3, укладывающий пласт в свою борозду.
В процессе оборота почвенный пласт, перемещаясь над треугольным вырезом, за счет своего увеличивающего объема при крошении начинает контактировать с почвой дна борозды. Почва дна борозды за счет большей величины угла внутреннего трения, чем между почвой и поверхностью рабочего органа, способствует удержанию оборачиваемого пласта, тем самым обеспечивая его беспрепятственное прохождение.
Использование данного изобретения позволит повысить технологическую надежность процесса.