Результат интеллектуальной деятельности: РОТАЦИОННЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к конструкциям рабочих органов для поверхностной обработки почвы.

Известен ротационный рабочий орган, содержащий диск с жестко закрепленными на нем иглами [Игольчатая борона БИГ-3. Машины для защиты почв от ветровой эрозии. - Москва: Россельхозиздат, 1977 - аналог].

Недостатком такого рабочего органа является высокая вероятность его забивания почвой и растительными остатками.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий диск с размещенными на нем иглами, выполненными из пружинной стали круглого сечения, при этом на конце каждой иглы, обращенном к центру диска, изготовлено колено, которое вставляется в соответствующее фиксирующее отверстие диска, а у периферии диска каждая игла зафиксирована хомутом [Пат. 2585079 C1, А01В 21/04, А01В 23/02. Ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия - прототип].

Недостатком данного рабочего органа является трудоемкость изготовления и высокая вероятность повреждения культурных растений.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости изготовления ротационного рабочего органа почвообрабатывающего орудия, сокращение вероятности повреждения культурных растений в сочетании с обеспечением его самоочистки от мортмассы и высокой технической надежности.

Поставленная задача достигается тем, что у ротационного рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащего диск с размещенными на нем иглами, выполненными из пружинной стали круглого сечения и зафиксированными у диска хомутами, диск выполнен в виде равностороннего шестиугольника, а каждая игла имеет две рабочих части, соединенных перемычкой. Каждая рабочая часть содержит жало длиной 50…70 мм и стойку. Все элементы иглы расположены в одной плоскости. Жала обеих рабочих частей отогнуты относительно стоек в одну и ту же сторону, причем жало, обращенное к парной рабочей части иглы, отклоняется от стойки на угол 30°, второе жало - на угол 60° и связано со стойкой криволинейным участком радиусом 50…70 мм. Угол между стойками рабочих частей иглы равен 60°, а углы между стойками и перемычкой иглы находятся в диапазоне 120…140°. Расстояние между концами жал одной иглы примерно равно 0,707D (где D - внешний диаметр ротационного рабочего органа, м), а расстояние между центрами колен иглы составляет около 0,32D. Перемычка каждой иглы имеет криволинейную форму, выполненную таким образом, что в собранном ротационном рабочем органе центральная часть перемычки касается корпуса ступицы рабочего органа. При этом на ступице рабочего органа имеются пояски, внутренняя поверхность которых находится на расстоянии d^+0,5 (где d - диаметр сечения иглы, мм) от плоских «боковых» поверхностей диска, а диаметр образующей поверхности поясков больше внешнего диаметра ступицы на величину 2d. Иглы размещены с обеих сторон диска группами по три штуки так, что внутри каждой группы у соседних игл поверхности колен, соединяющих стержни рабочих частей с перемычками, соприкасаются таким образом, что точки контакта игл в группе лежат на вершинах равностороннего треугольника, причем одна группа игл смещена относительно другой вокруг оси вращения ротационного рабочего органа на угол 60°. При этом каждый хомут одновременно фиксирует две иглы, а отверстия для хомутов в диске расположены на окружности диаметром около 0,38D.

Предлагаемое изобретение поясняется иллюстрациями.

На фиг. 1 представлен внешний вид предлагаемого ротационного рабочего органа почвообрабатывающего орудия (вид сбоку), на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - игла предложенного ротационного рабочего органа, на фиг. 4 представлен вид Б с фиг. 2.

Предложенный ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия (фиг. 1 и 2) содержит диск 1 со ступицей 2 и закрепленные на нем при помощи хомутов 3 иглы 4, изготовленные из пружинной стали круглого сечения. Диск 1 выполнен в виде равностороннего шестиугольника, причем для обеспечения охраны труда и снижения вероятности травмирования культурных растений вершины данного шестиугольника скруглены. Каждая игла 4 (фиг. 3) имеет две рабочие части, соединенные перемычкой 5. Каждая рабочая часть содержит жало 6 длиной 50…70 мм и стойку 7. Все элементы иглы расположены в одной плоскости. Жала 6 обеих рабочих частей иглы 4 отогнуты относительно стержней 7 в одну и ту же сторону, причем жало 6, обращенное к парной рабочей части иглы 3, отклоняется от стойки 7 на угол β=30°, второе жало 6 - на угол γ=60° и связано со стойкой 7 криволинейным участком 8 радиусом 50…70 мм. Угол α между стойками 7 рабочих частей иглы 4 равен 60°, а углы δ между стойками 7 и перемычкой 5 иглы 4 находятся в диапазоне 120…140°. Расстояние между рабочими концами жал 6 одной иглы 3 примерно равно 0,707D (где D - внешний диаметр ротационного рабочего органа, м), а расстояние между центрами колен иглы 3 составляет около 0,32D. Перемычка 5 каждой иглы 4 имеет криволинейную форму, выполненную таким образом, что в собранном ротационном рабочем органе центральная часть перемычки 5 касается корпуса ступицы 2 (фиг. 1). При этом на ступице 2 рабочего органа имеются пояски 9 (фиг. 4), внутренняя поверхность которых находится на расстоянии d^0,5 (где d - диаметр сечения иглы, мм) от плоских «боковых» поверхностей диска 1, а диаметр образующей поверхности поясков 9 больше внешнего диаметра d_cm ступицы 2 на величину 2d. Иглы 4 размещены с обеих сторон диска 1 (фиг. 1, 2) группами по три штуки так, что внутри каждой группы у соседних игл 4 поверхности колен, соединяющих стержни 7 рабочих частей с перемычками 5, соприкасаются таким образом, что точки контакта игл 4 в группе лежат на вершинах равностороннего треугольника. Одна группа игл смещена относительно другой вокруг оси вращения ротационного рабочего органа на угол 60°. При этом каждый хомут одновременно фиксирует две иглы, а отверстия для хомутов в диске расположены попарно на окружности диаметром около 0,38D (фиг. 1).

При движении почвообрабатывающего орудия по полю жала 6 игл 4 (фиг. 1 и 2) заглубляются в почву, мульчируя ее верхний слой, разрушая почвенную корку и уничтожая нитевидные корни сорняков. При этом их оговоренная длина позволяет проводить обработку почвы на глубину 40…60 мм. Хомуты 3 и пояски 9 ступицы 2 удерживают иглы 4 от перемещения в осевом направлении, а упор перемычек 5 игл 4 в ступицу 2, упор соседних игл 4 группы друг в друга и фиксация изогнутых частей игл 4 хомутами 3 удерживает иглы 4 от перемещения в радиальном направлении. В то же время такое крепление игл 4, выполненных из пружинной стали, будет способствовать возникновению их вибрации во время работы, что приведет к самоочищению игл 4 от почвы и растительных остатков, а также облегчит процесс их проникновения в почву. Кроме того, совокупность описанных параметров игл 4 и их креплений к диску 1 позволяют разместить жала 6 таким образом, что их заостренные рабочие кромки равномерно распределены по внешней окружности рабочего органа с постоянным шагом z (фиг. 1), а сами жала 6 расположены под постоянным углом ε≈57° к линиям, касательным к внешней окружности рабочих органов в точках ее пересечения с центральными осями жал 6 (фиг. 1), благодаря чему обеспечивается близкое к вертикальному расположение каждого жала 6 в момент его входа в почву или выхода из нее (зависит от расположения ротационного рабочего органа по отношению к направлению движения орудия). В то же время, поскольку стойки 7 игл 4 практически не участвуют в процессе рыхления почвы, вариативность их установки относительно элементов конструкции диска 1 на функциональных показателях ротационного рабочего органа не скажется.

Предложенная конструкция ротационного рабочего органа по сравнению с известными техническими решениями (см. прототип) имеет ряд преимуществ:

• шестиугольная форма диска 1 позволяет повысить эффективность использования металла, снизить его расход при изготовлении почти на 17%;

• количество сверлений в диске 1 для крепления игл 4 сокращается в три раза (при одинаковом количестве колющих элементов), соответственно, снижается трудоемкость изготовления диска 1;

• незначительное увеличение расхода материала, используемого для изготовления игл, компенсируется уменьшением числа применяемых хомутов и гаек;

• трудоемкость операций по затяжке резьбовых соединений сокращается в два раза;

• уменьшение числа используемых резьбовых соединений, размещенных близко к периферии диска 1, приводит к сокращению вероятности повреждения культурных растений (при обработке всходов полевых культур, особенно пропашных);

• плечо между креплениями иглы 4 к диску 1 в 2,5…3,3 раза больше, чем у прототипа, благодаря чему обеспечивается более надежная фиксация игл 4, становится возможной работа в более тяжелых условиях;

• формирование двух групп игл 1, закрепленных по вершинам равносторонних треугольников, будет способствовать повышению жесткости диска 1 и технической надежности ротационного рабочего органа в целом.