Результат интеллектуальной деятельности: ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для глубокого рыхления почвы.

Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму и наклонные левосторонние и правосторонние рабочие органы, расположенные по стрелообразной комбинированной схеме [SU №1471961 С1, кл. A01B 13/08, 1989 г.].

Недостатками описанного аналога являются значительное тяговое сопротивление, забиваемость рабочих органов орудия и недостаточная степень крошения почвы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является почвообрабатывающее орудие, на раме которого попарно, последовательно друг за другом закреплены правосторонние и левосторонние наклонные рабочие органы, образующие поперечные ряды, в которых правосторонние и левосторонние наклонные рабочие органы установлены также попарно таким образом, что их наклонные поверхности обращены навстречу друг другу [RU №№2431953, МПК⁹ A01B 13/08, Бюл. №29 от 27.10.2011].

Недостатками данного орудия являются недостаточная степень крошения почвы, обусловленная слаборазвитой рабочей поверхностью стойки рабочего органа (стойка практически не принимает участия в обработке почвы, она перемещается в разрушенной долотом почве) и значительное тяговое сопротивление, связанное с функционированием как минимум одного рабочего органа из поперечной пары в условиях блокированного резания.

Задачей изобретения является повышение степени крошения почвы рабочими органами почвообрабатывающего орудия и снижение его тягового сопротивления.

Поставленная задача достигается тем, что у почвообрабатывающего орудия, на раме которого попарно, последовательно друг за другом закреплены правосторонние и левосторонние наклонные рабочие органы, образующие поперечные ряды, в которых правосторонние и левосторонние наклонные рабочие органы установлены также попарно таким образом, что их наклонные поверхности обращены навстречу друг другу, во всех поперечных парах рабочих органов, кроме центральной, носок долота рабочего органа, наиболее удаленного от продольной оси симметрии орудия, смещен назад относительно носка долота парного с ним рабочего органа на величину больше половины длины, но меньше длины долота. При этом стойки рабочих органов орудия изготавливают путем деформации по двум линиям сгиба, ориентированным под обращенным вниз углом 90°-φ<α<90° (где φ - угол трения почвы по стали, град) к фронтальной поверхности стойки рабочего органа. Причем по нижней линии сгиб производят на угол 180°-Ψ, а по верхней - на угол 90°+Ψ (где Ψ - угол скалывания почвы). Кроме того, рабочие органы крепятся к раме орудия таким образом, что их нижние части вынесены вперед относительно верхней, за счет чего торцевые грани их стоек наклонены к горизонту на угол γ=α+β (где β - угол установки долота).

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого почвообрабатывающего орудия, на фиг. 2 - схема расстановки рабочих органов почвообрабатывающего орудия, на фиг. 3 - рабочий орган почвообрабатывающего орудия, на фиг. 4 - заготовка стойки рабочего органа, на фиг. 5 - стойка рабочего органа.

Почвообрабатывающее орудие содержит раму 1 (фиг. 1), на которой попарно, последовательно друг за другом установлены наклонные левосторонние 2 и правосторонние 3 рабочие органы, образующие поперечные ряды (фиг. 1 и 2). В поперечных рядах левосторонние 2 и правосторонние 3 рабочие органы также образуют пары, установленные таким образом, что их наклонные поверхности обращены навстречу друг другу. В передней части орудия установлены опорные колеса 4 (фиг. 1), в задней - каток 5. С трактором орудие соединяется при помощи навесного устройства 6.

Левосторонние 2 и правосторонние 3 (фиг. 3) рабочие органы почвообрабатывающего орудия содержат следующие основные узлы - стойка 7, долото 8, отвал 9. В первой поперечной паре (фиг. 2) левосторонние 2 и правосторонние 3 рабочие органы расположены на раме симметрично относительно продольной оси орудия, во всех последующих носок долота 8 рабочего органа, более удаленного от продольной оси симметрии орудия, смещен назад относительно носка долота 8 парного с ним рабочего органа на величину a больше половины длины l, но меньше длины l долота.

При этом стойки 7 рабочих органов 2 и 3 орудия изготавливают из плоской заготовки (фиг. 4) путем деформации по двум линиям сгиба, ориентированным под острым углом 90°-φ<α<90° (где φ - угол трения почвы по стали, град) к фронтальной поверхности заготовки стойки рабочего органа (угол обращен вниз). Причем по нижней линии сгиб производят на угол 180°-Ψ (фиг. 5), а по верхней - на угол 90°+Ψ (где Ψ - угол скалывания почвы, в теоретических расчетах принимают Ψ≈40…50°). Кроме того, рабочие органы крепятся к раме орудия (фиг. 3) таким образом, что их нижние части вынесены вперед относительно верхней, за счет чего торцевые грани их стоек наклонены к горизонту на угол γ=α+β (где β - угол установки долота, в теории почвообрабатывающих орудий рекомендуется принимать β≈8…25°).

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.

Во время выполнения технологического процесса почвенный пласт крошится и деформируется под воздействием рабочих органов 2 и 3. Стойки рабочих органов каждого последующего ряда движутся за стойками предыдущего (фиг. 1 и 2), что позволяет сократить затраты энергии на разрушение почвы и увеличить пространство между стойками. Это снижает вероятность забивания орудия почвой и пожнивными остатками. Причем за счет того, что наклонные поверхности поперечных пар рабочих органов 2 и 3 обращены навстречу друг к другу, на заключенный между ними почвенный монолит с двух сторон действует сжимающая сила. После прохода пары рабочих органов 2 и 3 почвенный монолит расширяется.

В первой поперечной паре левосторонние 2 и правосторонние 3 рабочие органы расположены на раме симметрично (фиг. 2), что способствует равномерности нагрузки на правую и левую стороны орудия. Взаимное продольное смещение рабочих органов 2 и 3 в последующих поперечных парах на величину не менее половины длины долота 8 способствует предотвращению блокированного рыхления почвы парой рабочих органов 2 и 3, причем за счет того, что продольное смещение по величине не превышает длину долота 8, рабочие органы 2 и 3 по прежнему воздействуют на почвенный монолит, расположенный между ними, парно.

Глубина хода рабочих органов 2 и 3 регулируется перемещением опорных колес 4 относительно рамы 1. Крупные комки почвы, образующиеся в процессе рыхления, раздавливает каток 5 (фиг. 1).

Изготовление стоек 7 рабочих органов 2 и 3 орудия из плоской заготовки путем деформации по двум линиям сгиба, ориентированным под углом α к фронтальной поверхности заготовки, способствует образованию наклонной поверхности, размещенной под пространственным углом к направлению движения орудия, к которой крепится отвал 9. Причем минимальные значения угла α способствуют повышению крошения почвы без ее сгруживания перед рабочими органами 2 и 3, а близкие к максимуму - снижению тягового сопротивления орудия. Сгибание стойки по нижней линии на угол 180°-Ψ приводит к тому, что отвалы 9 рабочих органов 2 и 3 располагаются в почве по линиям ее скалывания (под углом Ψ≈40…50° к горизонту), что снижает «вредные» потери энергии на разрушение пласта. Изгиб стойки по верхней линии на угол 90°+Ψ способствует образованию между боковыми поверхностями нижней и верхней частей стойки угла, равного 90°, целесообразного с точки зрения расположения долота 8.

Размещение рабочих органов на раме орудия под углом наклона их торцевых граней к горизонту γ способствует образованию рационального угла установки долота β≈8…25°.