Результат интеллектуальной деятельности: РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим рабочим органам, предназначенным для вычесывания сорняков и выравнивания поверхности поля с одновременным уплотнением почвы на заданной глубине.

Известен универсальный рабочий орган (каток) для финишной обработки почвы (А.С. СССР №1496650, МПК А01В 29/04 «Почвообрабатывающий каток для уплотнения почвы», опубл. 30.07.89 г., Бюл. №28), состоящий из набора расположенных на оси рабочих органов в виде кольца, причем кольца имеют форму усеченного конуса, при этом угол внутренней конической поверхности равен или больше угла наружной конической поверхности. Недостаток данных рабочих органов заключается в том, что они в основном применяются для уплотнения почвы и менее приспособлены для вычесывания сорняков. Кроме этого кольцо имеет сложную форму обода, для него нужен специальный прокат.

Известен также почвообрабатывающий каток (Патент на изобретение РФ №2122776, МПК А01В 29/04 «Почвообрабатывающий каток», опубл. 10.12.98 г., Бюл. №34). Кольца имеют профиль в виде дуги, который выдавливается прессом. Недостаток данных рабочих органов заключается в том, что кольцо не выдерживает удары и быстро изнашивается, а увеличение толщины металла кольца резко увеличивает усилие на прессование.

Известен также рабочий орган для обработки почвы (Патент на изобретение РФ №2402895, МПК А01В 29/04 «Рабочий орган для обработки почвы», опубл. 10.11.2010 г., Бюл. №31).

Данное техническое решение по патенту РФ №2402895 принято нами за прототип как наиболее близкое по поставленной задаче и методам ее осуществления. Недостатками технического решения по прототипу является то, что для изготовления кольца с таким сечением обода нужен специальный прокат, кроме этого из проката такого профиля сложно сделать конусное кольцо, в результате чего конусное кольцо изготавливают из полосы прямоугольного сечения. При установке такого рабочего органа под углом атаки γ от 15 до 30° внутренняя поверхность конусного кольца, имеющего угол конуса α=20°, при выходе его из почвы располагается практически перпендикулярно направлению движения агрегата, при этом почва, захваченная внутренней поверхностью кольца, поднимается на максимальную высоту, образуя большое количество пыли (фиг. 1). Кроме этого при эксплуатации рабочих органов выявился усиленный износ тыльной поверхности кольца и его деформация (фиг. 2).

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и долговечности конусного кольца путем увеличения его жесткости при обеспечении полного вычесывания сорняков и снижении количества пыли при работе кольца.

Это достигается тем, что согласно изобретению к внутренней поверхности у малого диаметра конусного кольца за спицами устанавливается кольцо в виде тора. В результате чего упрочняется поверхность обода конусного кольца и исключается его деформация. Кроме этого в полость между кольцом в виде тора и внутренней поверхностью конусного кольца налипает почва, образуя дополнительный уклон, который создает условия быстрого ссыпания почвы с внутренней поверхности конусного кольца, это способствует уменьшению пылеобразования.

Рабочий орган представлен на фиг. 3, 4, 5. На фиг. 3 представлено сечение конусного кольца с кольцом в виде тора, уставленным у его малого диаметра.

В отличие от прототипа конусное кольцо 1 (фиг. 3) выполнено из прямоугольной полосы 1, а кольцо в виде тора 2 из круглого прутка и закреплено сварочным швом 6 за спицами у малого диаметра конусного кольца 1. Необходимый профиль обода для уменьшения пылеобразования и увеличения силы сцепления с сорняками образуется при заполнении почвой пространства 5 между кольцом в виде тора 2 и внутренней поверхностью конусного кольца 1. При установке рабочего органа с углом α=20° в батарею под углом атаки γ=25° углы α+γ=β=45°, что обеспечивает наилучшие условия вхождения рабочего органа в почву, при этом ширина захвата рабочего органа зависит от размера между крайними точками кольца С. На фиг. 4 показано налипание почвы на внутреннюю поверхность конусного кольца.

Рабочий орган (фиг. 3) представляет 1 - конусное кольцо, выполненное из прямоугольной полосы, 2 - внутреннее кольцо в виде тора, 3 – спицы, соединяющие конусное кольцо, 4 - ступица, 5 – пространство, заполняемое почвой, и 6 - сварочный шов, соединяющий конусное кольцо с кольцом в виде тора.

Почвообрабатывающее устройство, оснащенное кольцевым рабочим органом (фиг. 1, 4, 6), может использоваться в различных вариантах. С рабочими органами, объединенными в батареи, это устройство может быть, например, кольцевой бороной или входить составным элементом в почвообрабатывающие или в комбинированные посевные орудия и агрегаты и т.д.

Почвообрабатывающие рабочие органы работают следующим образом. Объединенные в батарею рабочие органы устанавливаются под углом атаки γ к направлению движения агрегата от 15 до 30°. На фиг. 5 показаны двенадцать положений условной точки на кольце 0 до 12. При перемещение центра кольца от точки 6 через точку 0 до следующей точки 6 каждая условная точка на кольце рабочего органа совершает движение по циклоиде. При соприкосновении с почвой в точке 1 начинает движение в поперечной плоскости до точки 11, конусное кольцо при этом перемещает почву в сторону, защемляет сорняки и выдергивает их из почвы с корнями (фиг. 5, 6). При этом часть почвы захватывается внутренней поверхностью кольца, заполняет пространство между кольцом в виде тора и внутренней поверхностью конусного кольца и прилипает к ней. Прилипшая почва увеличивает угол наклона внутренней поверхности конусного кольца, который обеспечивает осыпание почвы с внутренней поверхности конусного кольца без образования большого количества пыли (позиция 5, фиг. 3).

Кольцо в виде тора создает условия для налипания почвы, налипшая на внутреннюю поверхность конусного кольца почва образует угол схода, равный углу внутреннего трения почвы ϕ (фиг. 3).