Результат интеллектуальной деятельности: ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для поверхностной обработки почвы.

Известен ротационный рыхлитель, включающий вал с установленным на нем спирально-пластинчатым рабочим органом с заточкой и радиальным упором, осевое крепление с торцовыми фланцами, и ограничители заглубления рабочего органа [1].

Следующим техническим решением является почвообрабатывающее орудие, содержащее одну пару последовательно установленных на поперечных осях вращающихся рыхлителей, выполненных в виде ленточных спиралей с противоположным направлением навивки, причем оси рыхлителей кинематически связаны между собой, а диаметр и шаг спирали первого рыхлителя соответственно равны диаметру и шагу спирали второго рыхлителя [2].

Недостатками вышеуказанных конструкций являются то, что в месте крепления спирально - пластинчатого рабочего органа с фланцем происходит избыточная нагрузка, которая приводит к ее выходу из строя. Также гладкая режущая кромка не способствует устойчивому их движению (сцеплению с почвой) и она обладает значительным тяговым сопротивлением по сравнению с зубчатыми рабочими органами.

Также известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленными на его концах посредством упругих элементов, радиально установленных на фланце, спирально-пластинчатым рабочим органом с зубьями, передняя кромка которых выполнена по участку логарифмической спирали. При этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, причем рабочая поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа выполнена рифленой (волнистой) в виде поверхности турбодисков, при этом режущая кромка рабочего органа имеет волнистый контур, проходящий по винтовой линии, а рабочая поверхность в зоне ее вершины - образующую, копирующую волнистый контур режущей кромки, причем форма рабочей поверхности пластинчатого органа образована движением прямой по вышеуказанным волнистым кривым [3].

Недостатками данного почвообрабатывающего орудия являются низкое качество обработки почвы из-за быстрого износа и поломки вырезных зубьев, а также наличие такого соединения рабочего органа с несущим валом не гарантирует их надежной работы без поломок и не способствует качественному крошению верхнего слоя почвы.

Прототипом является почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленным на его концах посредством фланцев спирально-пластинчатым рабочим органом. При этом валы связаны между собой цепной передачей и имеют средства для ограничения заглубления рабочих органов, причем передняя кромка каждого рабочего органа имеет треугольные зубья и орудие содержит радиально установленные на фланце упругие элементы [4].

Недостатками данного технического решения являются быстрый износ и частые поломки вырезных треугольных зубьев, значительное тяговое сопротивление орудия из-за наличия пассивных ограничителей заглубления рабочих органов в виде лыж, а также такое соединение рабочих органов с валом не гарантирует их надежной работы и не способствует качественному крошению почвы.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат - повышение качества обработки почвы за счет интенсивного крошения почвы по всей длине спирально пластинчатого рабочего органа и снижение энергоемкости процесса рыхления за счет плавного воздействия зубьев на почву с некоторым колебанием и замены пассивных ограничителей заглубления рабочих органов ротационными.

Указанный технический результат достигается тем, что в почвообрабатывающем орудии, содержащем раму, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители и, каждый из которых выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала с закрепленным на его концах посредством фланцев с упругими элементами спирально-пластинчатым рабочим органом с вырезными треугольными зубьями, при этом валы связаны между собой цепной передачей, закрытой кожухом и имеют ограничители заглубления рабочих органов, согласно изобретения каждый спирально-пластинчатый рабочий орган выполнен в виде усеченного конуса, передняя кромка которого снабжена дополнительно радиальными зубьями в форме зубьев игольчатых дисков бороны БИГ-3 через каждый вырезной треугольный зуб, а каждое соединение рабочего органа с валом выполнено в виде шарнирно прикрепленного к внутренней поверхности фланца горизонтально установленного упругого элемента с одним концом и свободно размещенного его другим концом в отверстии, выполненного на концевой части рабочего органа, при этом каждый упругий элемент выполнен в виде стержня с пружиной, один конец которого имеет шаровидную форму, а другой - вид луча с резьбой, причем каждый ограничитель заглубления рабочих органов с обеих сторон рамы выполнен в виде двух копирующих колес и, расположенных последовательно с возможностью их регулирования по высоте, при этом ось переднего копирующего колеса связана с валом рыхлителя первого ряда, а ось заднего колеса - с валом рыхлителя второго ряда посредством поводков, верхние концы (рычаг) которых имеют связь с секторами, закрепленными на кожухе.

Почвообрабатывающее орудие поясняется схемами:

фиг. 1 - схема почвообрабатывающего орудия, общий вид;

фиг. 2 - схема ротационного рыхлителя в сборе;

фиг. 3 - схема установки копирующего колеса;

фиг. 4 - схема крепления упругого элемента;

фиг. 5 - вид А на фиг. 1.

Почвообрабатывающее орудие (фиг. 1 и 2) содержит раму 1, на которой последовательно установлены ротационные рыхлители 2 и 3. Каждый рыхлитель выполнен в виде расположенного перпендикулярно направлению движения вала 4 с закрепленным на его концах посредством фланцев 5 с упругими элементами 6 спирально-пластинчатым рабочим органом 7 с вырезными треугольными зубьями 8. При этом валы 4 связаны между собой цепной передачей 9, закрытой кожухом 10 и имеют ограничители заглубления 11 рабочих органов 7. Каждый спирально-пластинчатый рабочий орган 7 выполнен в виде усеченного конуса 12, передняя кромка 13 которого снабжена дополнительно радиальными зубьями 14 в форме зубьев игольчатых дисков бороны БИГ-3 через каждый вырезной треугольный зуб 8 (фиг. 5). Каждое соединение рабочего органа 7 с валом 4 (фиг. 4) выполнено в виде шарнирно прикрепленного к внутренней поверхности 15 фланца 5 горизонтально установленного упругого элемента 6 с одним концом и свободно размещенного его другим концом в отверстии 16, выполненного на концевой части рабочего органа 7. Причем каждый упругий элемент 6 (фиг. 4) выполнен в виде стержня 17 с пружиной 18, один конец которого имеет шаровидную форму, а другой - вид луча с резьбой. Кроме того, каждый ограничитель заглубления 11 рабочих органов 7 (фиг. 1 и 3) с обеих сторон рамы 1 выполнен в виде двух копирующих колес 19 и 20, расположенных последовательно с возможностью их регулирования по высоте. При этом ось 21 переднего копирующего колеса 19 связана с валом 4 рыхлителя 2 первого ряда, а ось 22 заднего колеса 20 - с валом рыхлителя 3 второго ряда посредством поводков 23, верхние концы (рычаг) 24 которых имеют связь с секторами 25, закрепленными на кожухе 9.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.

При движении почвообрабатывающего орудия по полю ротационные рыхлители 2 и 3 вращаются от сцепления радиально направленных зубьев 14, расположенных на передней кромке спирально-пластинчатых рабочих органов через каждый вырезной треугольный зуб 8. Под действием зубьев 8 и 14 рыхлители разбивают крупные комья почвы и перемешивают ее верхний слой, равномерно распределяя его по ширине захвата с минимальной энергоемкостью процесса рыхления. За счет перестановки и размещения верхних концов (рычага) 24 поводков 23 копирующих колес 19 и 20 в отверстия по секторам 25, закрепленным на кожухе 9 ограничителя заглубления 11 рабочего органа 7, глубина обработки почвы устанавливается 4...6 см. При этом каждое отверстие на секторе 25 соответствует изменению глубины обработки почвы на 1 см, т.е. установка верхних концов (рычага) 24 поводков 23 в нижнее отверстие обеспечивает получение самой мелкой (4 см) обработки почвы, тогда как установка рычага 24 в верхнее - самую глубокую (6 см). Гибкое соединение спирально - пластинчатого рабочего органа 7 с несущим валом 4 посредством горизонтально расположенных стержней 17 с пружинами 18 и торцовых фланцев 5, обеспечивает возможность совершения осевых, крутильных и иных колебаний, что способствует созданию оптимальных условий работы спирально -пластинчатого рабочего органа 7 в почве и его самоочистке. При этом коническая форма рабочих органов 7 позволяет получить эффект растаскивания почвы по ширине захвата орудия, способствует перемешиванию почвы и выравниванию поверхности поля, так как при движении агрегата каждый зуб рабочего органа совершает сложное движение в почве, чем сильнее действует на комки, обеспечивая лучшее ее крошение по сравнению с известными орудиями. Качественное рыхление почвы коническими рабочими органами достигается благодаря разнице в диаметрах окружности правой и левой сторон секций. Увеличивая количество зубьев рабочего органа 7 от малого сечения к большому, можно уменьшить разницу в интенсивности рыхления почвы по ширине захвата орудия.

Использование предлагаемого почвообрабатывающего орудия позволяет повысить качество поверхностной обработки почвы и снизить энергоемкость процесса рыхления без передачи значительных динамических нагрузок на базовую машину.

Список использованной литературы.

1. Авторское свидетельство №938766, кл. А01В 21/00. Ротационный рыхлитель/ Х.С. Гайнанов, Е.В. Ермолко, Ш.Р. Галиуллин, Н.Г. Энвальд, заявл. 07.02.1980, опубл. 30.06.1982, бюлл. №24.

2. Авторское свидетельство №1021354, кл. А01В 33/02. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Е.В. Ермолко, Н.Г. Энвальд, Ш.Р. Галиуллин, Г.Г. Юнусов, заявл. 09.06.1980, опубл. 07.06.1983, бюлл. №21.

3. Авторское свидетельство №2395183, кл. А01В 21/00. Почвообрабатывающее орудие / Р.Г. Юнусов, Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев, заявл. 19.03.2009, опубл. 27.07.2010, бюлл. №21.

4. Авторское свидетельство №1526590, кл. А01В 21/00. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Г.Г. Булгариев, заявл. 17.04.1987, опубл. 07.12.1989, бюлл. №45.