Рабочий орган почвообрабатывающего орудия

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для отвальной обработки почвы и может быть использована при обработке почв повышенной твердости. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в уменьшении тягового сопротивления за счет перераспределения нагрузки, оказываемой обрабатываемой почвой, между конструктивными элементами рабочего органа. Поставленная задача решается тем, что в рабочем органе почвообрабатывающего орудия, включающем плоскую стойку, долото и башмак, к которому под острым углом установлены правооборачивающий и левооборачивающий лемеха, выполненные с режущими кромками, при этом долото закреплено к плоской стойке, а лемеха закреплены со смещением друг относительно друга по направлению движения рабочего органа, согласно техническому решению, долото выполнено в виде пластины, изогнутой в средней части под углом 160-175° и снабженной, по крайней мере, одной режущей кромкой, при этом долото сопряжено с лемехом, смещенным по направлению движения относительно другого лемеха. Заявляемый рабочий орган почвообрабатывающего орудия позволяет при постоянном тяговом сопротивлении, снизить износ и уменьшить пределы нестабильной глубины обработки на почвах повышенной твердости. 4 з.п. ф-лы, 5 илл.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для отвальной обработки почвы и может быть использована при обработке почв повышенной твердости.

Известен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий стойку, на которой закреплены нож, выполненный изогнутым в виде участка спирали, отвал и два отвала-лемеха. Один отвал-лемех закреплен под отвалом, а второй - с противоположной стороны от первого отвала-лемеха относительно стойки. Рабочий орган содержит также выравниватель, закрепленный на отвале с тыльной стороны с возможностью его поступательного перемещения и поворота относительно направления движения. Отвал и два отвала-лемеха выполнены съемными. Верхняя часть отвала выполнена отогнутой для исключения зазора между ножом и отвалом (патент РФ на изобретение 2317666, МПК А01В 35/00).

Известный рабочий орган при обработке почв повышенной твердости не обеспечивает качественной обработки почвы за счет постоянного изменения глубины обработки почвы рабочим органом в процессе работы вследствие малой величины угла между нижней плоскостью ножа и обрабатываемой поверхностью почвы. Кроме того отвал выполнен из цельного листа, что способствует увеличению тягового сопротивления и не позволяет работать на почве повышенной влажности.

Известен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, содержащий основание для закрепления стойки и лемехов, два лемеха с режущими кромками и стойку. В рабочем положении лемеха расположены под наклоном к обрабатываемой поверхности и стойке. Выступающий носок одного из лемехов выполнен долотообразным. Отвал закреплен на стойке и выполнен изогнутым по радиусу и с углом наклона до 30° к основанию рабочего органа (патент РФ на полезную модель 93616, МПК А01В 15/00).

Известное техническое решение характеризуется аналогичными недостатками. Рабочий орган подвержен быстрому износу, так как в процессе эксплуатации при заглублении рабочего органа за счет его конструктивных особенностей основное давление почва оказывает на правый основной лемех, вследствие чего он быстро изнашиваются. При обработке почвы высокой твердости возможна деформация выступающего носка лемеха, что также негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках устройства.

Наиболее близким к заявляемому устройству является комбинированный рабочий орган для обработки почвы, включающий телескопическую стойку с верхней подвижной частью, горизонтальные и наклонные лемеха, подлапник, долото и щелерез. Подвижная часть стойки рабочего органа имеет щелерез, сопряженный с левым наклонным лемехом. Долото расположено между лемехом и правым лемехом, также установленным наклонно. Отвал расположен над наклонным и горизонтальным лемехом и, кроме того, выполнен съемным для периодического его использования, а также лево- и правооборачивающим. При этом крепление отвала обеспечивает его расположение сбоку верхней части стойки над одним из горизонтальных лемехов. Такое конструктивное выполнение позволяет исключить ветровую эрозию почвы за счет периодического переворачивания верхнего распыленного, но обогащенного слоя почвы (патент РФ на изобретение 2229201, МПК А01В 35/22).

В известном устройстве долото и лемех конструктивно расположены и закреплены таким образом, что в рабочем состоянии пространство между этими элементами забивается разрыхленной почвой, тяговое сопротивление увеличивается и в результате чего возможен выход рабочего органа из строя. Кроме того, данный рабочий орган обеспечивает крайне низкую заглубляемость при обработке почв повышенной твердости.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение качества обработки почвы за счет обеспечения стабильной глубины обработки почвы рабочим органом на почвах повышенной твердости, снижении тягового сопротивления и увеличении эксплуатационного ресурса заявляемого устройства.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в уменьшении тягового сопротивления за счет перераспределения нагрузки, оказываемой обрабатываемой почвой, между конструктивными элементами рабочего органа.

Поставленная задача решается тем, что в рабочем органе почвообрабатывающего орудия, включающем плоскую стойку, долото и башмак, к которому под острым углом установлены правооборачивающий и левооборачивающий лемеха, выполненные с режущими кромками, при этом долото закреплено к плоской стойке, а лемеха закреплены со смещением друг относительно друга по направлению движения рабочего органа, согласно техническому решению, долото выполнено в виде пластины, изогнутой в средней части под углом 160-175 и снабженной, по крайней мере, одной режущей кромкой, при этом долото сопряжено с лемехом, смещенным по направлению движения относительно другого лемеха. Линия изгиба долота расположена параллельно его режущей кромке. Рабочий орган снабжен отвалом, сопряженным с долотом и лемехом, смещенным по направлению движения рабочего органа относительно другого лемеха, при этом отвал выполнен, по крайней мере, из двух элементов, представляющих собой изогнутые по радиусу металлические листы, закрепленные с интервалом 50-100 мм вдоль лемеха. Радиус кривизны элементов отвала выполнен уменьшающимся от долота к периферии рабочего органа. По крайней мере, один из элементов отвала выполнен с режущей кромкой и наплавлением вдоль нее слоя твердосплавного материала.

Долото в виде изогнутой пластины позволяет обеспечить переход отделившейся почвы в сторону отвала и стойки, исключая возможность забивания пространства между долотом и отвалом. При этом в передней части долота до изгиба почва при обработке подвергается сжатию, а выше зоны изгиба - растяжению, вследствие этого уменьшается тяговое сопротивление, оказываемое почвой на отвал и лемеха.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 схематично представлен вид сбоку заявляемого рабочего органа без отвала.

На фиг.2 схематично представлен вид сбоку заявляемого рабочего органа с многоэлементным отвалом.

На фиг.3 представлен общий вид заявляемого рабочего органа с многоэлементным отвалом.

На фиг.4 представлен вид сзади заявляемого рабочего органа с многоэлементным отвалом.

На фиг.5 представлено схематичное изображение долота Позициями на чертежах обозначены:

1 - плоская стойка

2 - отвал,

3 - левый лемех,

4 - правый лемех,

5 - долото,

6 - крепежный элемент,

7 - башмак,

8 - режущая кромка лемеха,

9 - элементы отвала,

10 - промежуточные крепежные элементы.

Заявляемое устройство представляет собой сменный рабочий орган, монтируемый на раме почвообрабатывающего орудия. Все элементы заявляемого рабочего органа закреплены таким образом, что при зеркальном их отображении меняется функциональная принадлежность рабочего органа с правооборачивающего на левооборачивающий и наоборот. Устройство содержит вертикально ориентированную плоскую стойку 1, закрепленную на башмаке 7, который представляет собой металлическую пластину треугольной формы. Стойка 1 предназначена для крепления рабочего органа к почвообрабатывающему орудию. Рабочий орган также содержит правый 4 и левый 3 лемеха, закрепленные к пластине башмака 7 посредством элементов крепления 6. Лемеха выполнены с режущими кромками 8 и расположены под углом 20-35° к плоскости пластины башмака. Один из лемехов (правый для правооборачивающего рабочего органа и, соответственно, левый для левооборачивающего рабочего органа) смещен по направлению движения относительно другого лемеха. Устройство содержит долото 5, выполненное в виде изогнутой под углом 160-175° в средней части пластины, например, прямоугольной формы. Пластина размещена выпуклостью вверх. Долото снабжено режущей кромкой, по крайней мере, с одной его стороны. Линия изгиба долота расположена параллельно режущей кромке долота. Долото сопряжено с лемехом, смещенным вперед по направлению движения относительно другого лемеха, под углом 20-35° в верхней части к плоскости пластины башмака. Долото закреплено также к стойке посредством крепежного элемента. Долото может быть выполнено с двумя режущими кромками симметрично расположенными относительно линии изгиба пластины долота. По мере износа одной режущей кромки пластину можно развернуть на 180° по отношению к лемеху, на котором закреплено долото. Почва будет обрабатываться другой режущей кромкой долота, что позволяет увеличить срок службы устройства.

Кроме того заявляемое устройство может содержать отвал 2, сопряженный с долотом и лемехом, смещенным по направлению движения относительно другого лемеха. Отвал выполнен, по крайней мере, из двух элементов 9, представляющих собой металлические листы, изогнутые по радиусу с образованием поверхностей в виде участков ленточной спирали. Радиус кривизны последовательно расположенных элементов отвала выполнен уменьшающимся от долота к периферии рабочего органа. Элементы отвала закреплены на пластине башмака посредством промежуточных элементов крепления 10 с интервалом 50-100 мм вдоль лемеха, смещенного по направлению движения. Одной из характеристик отвала является угол наклона элементов отвала - угол наклона плоскости, касательной к поверхности элемента отвала в зоне сопряжения с лемехом к плоскости лемеха, на котором закреплены элементы отвала. Элементы отвала могут быть выполнены таким образом, что их угол наклона каждого последующего элемента уменьшается по направлению от плоской стойки к периферии соответственно. На одном из элементов отвала, например, расположенном вблизи долота со стороны стойки, выполнена режущая кромка с наплавлением слоя из твердосплавного материала. Этот элемент отвала в нижней части сопряжен с долотом. Элементы отвала могут быть выполнены в форме пластин четырехугольной формы, при этом элемент отвала с наибольшим радиусом кривизны может иметь один закругленный либо усеченный свободный от крепления угол.

Для увеличения прочности конструкции верхняя часть элементов отвала может быть закреплена дополнительно к плоской стойке посредством дополнительных элементов крепления, например, пластин и уголков. На плоской стойке выполнены технологические отверстия для последующего крепления рабочего органа к раме почвообрабатывающего орудия.

Элемент отвала, имеющий наименьший радиус кривизны и, соответственно, наиболее удаленный от долота, может иметь различную длину в пределах ¹/₄ - 1 длины предыдущего элемента отвала в зависимости от типа обрабатываемой почвы.

При выполнении правооборачивающего рабочего органа элементы отвала сопряжены с правым лемехом, который, соответственно, смещен по направлению движения.

При выполнении левооборачивающего рабочего органа почвообрабатывающего орудия элементы отвала сопряжены с левым лемехом, который в этом случае смещен по направлению движения.

Элементы отвала, лемеха правый и левый, долото являются съемными и сменными элементами, что позволяет усилить эксплуатационные характеристики изделия в целом.

Заявляемое устройство работает следующим образом:

Укомплектованное заявляемое устройство закрепляют посредством крепежных элементов к раме почвообрабатывающего орудия. При движении почвообрабатывающего орудия долото рабочего органа заглубляется в почву, принимая на себя основное давление, обеспечивая заглубление всего рабочего органа в почву и поддержание заданной глубины обработки. При подрезании пласта первоначальное воздействие на отделяемый объем почвы оказывает долото, на рабочую поверхность которого передается основное давление, при этом происходит образование открытой борозды. При внедрении долота в основной массив почвы нижняя поверхность долота (до линии изгиба) производит смятие (деформация смятия) некоторого объема почвы, при дальнейшем перемещении рабочего органа смятый объем почвы проходит линию изгиба долота, где подвергается растяжению и крошению. Передача основного давления для отрыва пласта на рабочую поверхность долота, позволяет значительно снизить давления на режущие кромки и носок правого лемеха, что позволяет уменьшить общее удельное сопротивление рабочего органа и износ передней части правого (основного) лемеха (наиболее сильно подверженного износу). Предлагаемое конструктивное исполнение долота позволяет снизить нагрузку, оказываемую почвой на отвал и лемеха.

Лемех, смещенный по направлению движения, крошит почву, в результате чего на элементы отвала поступает раскрошенная почва. Выполнение отвала многоэлементным позволяет увеличить степень крошения и оборачивания почвы за счет последовательного ее перемещения от одного элемента отвала к другому.

При работе без отвала рабочий орган производит крошение почвы без ее оборота после заглубления долота и лемехов, при этом на поверхности взрыхленного поля сохраняется стерня. После подрезания и отделения пласта почвы долотом и основным лемехом почва передается на элементы отвала, где подвергается дальнейшему крошению. Так как почва при движении по рабочим поверхностям элементов отвала смещается в сторону открытой борозды, то для исключения забивания почвой промежутков между элементами угол наклона элементов отвала выполнен уменьшающимся от долота к периферии (по «принципу веера»). Уменьшение радиуса кривизны элементов отвала и угла наклона элементов отвала от стойки к периферии приводит к улучшению крошения почвы (в основном при переходе с одного элемента отвала на другой).

Пример конкретного выполнения:

В качестве опытного образца изготовлен правооборачивающий рабочий орган, содержащий башмак, на котором закреплена вертикально ориентированная плоская стойка, левооборачивающий лемех с углом наклона к плоскости пластины башмака 30°, смещенный относительно него по направлению движения правооборачивающий лемех с углом наклона к плоскости пластины башмака 40°, долото, сопряженное с правооборачивающим лемехом и отвал, выполненный из трех элементов. Долото выполнено в виде прямоугольной пластины, короткие стороны которой заточены с образованием режущих кромок, при этом пластина изогнута по линии, параллельной коротким сторонам прямоугольника с углом изгиба 165°. Элементы отвала выполнены со следующими углами наклона (от долота к периферии): 30°, 25°, 20° и расположены с интервалом 50 мм друг относительно друга.

Заявляемый рабочий орган почвообрабатывающего орудия позволяет при постоянном тяговом сопротивлении, снизить износ и уменьшить пределы нестабильной глубины обработки на почвах повышенной твердости.

1. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия, включающий плоскую стойку, долото и башмак, к которому под острым углом установлены правооборачивающий и левооборачивающий лемеха, выполненные с режущими кромками, при этом долото закреплено к плоской стойке, а лемеха закреплены со смещением относительно друг друга по направлению движения рабочего органа, отличающийся тем, что долото выполнено в виде пластины, изогнутой в средней части под углом 160-175° и снабженной, по крайней мере, одной режущей кромкой, при этом долото сопряжено с лемехом, смещенным по направлению движения относительно другого лемеха.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что линия изгиба долота расположена параллельно его режущей кромке.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что он снабжен отвалом, сопряженным с долотом и лемехом, смещенным по направлению движения рабочего органа относительно другого лемеха, при этом отвал выполнен, по крайней мере, из двух элементов, представляющих собой изогнутые по радиусу металлические листы, закрепленные с интервалом 50-100 мм вдоль лемеха.

4. Рабочий орган по п.3, отличающийся тем, что радиус кривизны элементов отвала выполнен уменьшающимся от долота к периферии рабочего органа.

5. Рабочий орган по п.3, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из элементов отвала выполнен с режущей кромкой и наплавлением вдоль нее слоя твердосплавного материала.