Энергосберегающая стрельчатая лапа культиватора

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам почвообрабатывающих машин. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к исключению выноса влажной почвы на дневную поверхность, снижению забиваемости растительностью, повышению выровненности поверхности почвы, производительности. Сущность полезной модели: Энергосберегающая стрельчатая лапа содержит стрельчатый лемех, выполненный в виде плоского стрельчатого ножа, при этом сверху на него установлена плита со стойкой, к которой закреплен наральник криволинейной формы. Нижняя часть наральника выходит в вертикальной плоскости за пределы плоского стрельчатого ножа. Нижняя часть наральника заточена. Верхняя часть наральника соединяется со стойкой с помощью зацепа. Ил. 3 2 П. ф-лы

Область техники, к которой относится полезная модель:

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам культиваторов.

Уровень техники

Известна стрельчатая лапа, включающая стрельчатый лемех, прикрепленный к жесткой стойке. Угол наклона лезвия к горизонтальной плоскости, угол крошения =2330°, угол раствора лезвий =6065°, ширина захвата b=270, 330 мм. (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М: КолосС, 2006, с. 7376).

В качестве недостатков необходимо отметить следующее: стрельчатая лапа стабильно может работать только на глубине свыше 7080 мм. Из-за большого угла крошения а происходит отбрасывание почвы, особенно, с увеличением рабочей скорости движения. Это приводит к образованию неровной поверхности, увеличивается площадь испарения почвенной влаги. В связи с этим ограничивается рабочая скорость движения, а следовательно, снижается производительность.

Наиболее близким по технической сущности является рабочий орган культиватора, содержащий стойку и закрепленный на ней стрельчатый лемех. Диск установлен на дополнительной стойке, состоящей из двух частей, соединенных между собой круглыми пластинами с прорезями. (Патент RU 100695 «Рабочий орган культиватора» Опубл. 27.12.2010 г. Бюл. 36)

Основным недостатком является то, что после прохода такого рабочего органа влажная почва выносится на дневную поверхность, обнажается дно бороздки за стрельчатым лемехом. Это оголяет влажную почву и приводит к дополнительному испарению почвенной влаги.

Происходит забивание стойки растительностью (растительные остатки и подрезаемые сорняки).

Раскрытие полезной модели.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к исключению выноса влажной почвы на дневную поверхность, снижению затрат энергии, снижению забиваемости растительностью, повышению выровненности поверхности почвы, производительности.

Технический результат достигается тем, что стрельчатый лемех выполнен в виде плоского стрельчатого ножа, при этом сверху на него установлена плита со стойкой, к которой закреплен наральник криволинейной формы.

Наральник выходит в вертикальной плоскости за пределы плоского стрельчатого ножа, при этом нижняя часть наральника заточена, а верхняя часть соединена со стойкой с помощью зацепа.

Краткое описание чертежей:

На фиг. 1 - энергосберегающая стрельчатая лапа, вид сбоку.

На фиг. 2 - энергосберегающая стрельчатая лапа, вид сверху.

На фиг. 3 - схема взаимодействия наральника с почвой и растительными остатками.

Осуществление полезной модели.

Энергосберегающая стрельчатая лапа включает стрельчатый лемех, выполненный в виде плоского стрельчатого ножа 1 (фиг. 1, 2). На него установлена стойка 2 с приваренной внизу пластиной 3. Плоский стрельчатый нож 1 крепится к плите 3 с помощью двух болтов 4, 5. При этом болт 4 так же крепит к плите 3 пластину 6, которая приварена к наральнику 7. Верхняя часть наральника 7 закреплена к стойке 2 зацепом 8. Наральник 7 криволинейной формы изготовлен из полосовой стали шириной 30-40 мм и толщиной 5-6 мм. Наральник 7 подвергается большому воздействию почвы, изнашивается, поэтому его несколько раз затачивают, а затем меняют.

Наральник 7 выходит внизу за пределы плоского стрельчатого ножа ножа 1.

Чтобы исключить сгруживание растительности и почвы, должно соблюдаться следующее условие:

,

где - угол наклона нижней части наральника к поверхности почвы, град.;

_с, _п - углы трения наральника с растительностью и почвой, град.

При _с=22°; _п=26°; <90-48<42°.

Можно принять =3540°.

Высота наральника h определяется из равенства кинетической и потенциальной энергии:

где V - скорость движения почвообрабатывающего орудия, м/с;

f - коэффициент трения почвы с растительностью по стальной поверхности.

Отсюда:

При V=2,5 м/с: .

Тяговое сопротивление стрельчатой лапы, состоящей из лемеха и стойки с наральником, включает усилие на подрезание и деформацию пласта почвы, на преодоление сил трения и на отбрасывание почвы:

,

где F_Т - тяговое сопротивление, Н;

k - удельное сопротивление почвы, Н/м² ;

b - ширина захвата лапы, м;

l - ширина грани лемеха, м;

t_с - толщина стойки с наральником, м;

- угол крошения лемеха лапы, град;

=0,060,08 - скоростной коэффициент, (км/ч)^-1

t_л - толщина лемеха, м;

h - глубина обработки, см; h₀=6 см;

- угол трения почвы по поверхности лапы, град;

- объемная масса почвы, кг/м³;

=0,080,10 - коэффициент глубины обработки, см^-1;

V_Р - рабочая скорость движения агрегата, км/ч; V₀=6 км/ч.

Как видно из формулы, тяговое сопротивление зависит от параметров лапы (t_л ; l; ; b; t_с), технологических свойств почвы (k; ), эксплуатационных показателей (V_Р).

При =0, резание происходит не клином, а ножом с толщиной лезвия t_Л. Это существенно уменьшает тяговое сопротивление.

.

Энергосберегающая стрельчатая лапа работает следующим образом:

В процессе движения почвообрабатывающего орудия плоский стрельчатый нож 1 заглубляется в почву на глубину 40-60 мм. При этом нижняя часть наральника 7 отрезает почву и перемещает ее на верхнюю часть наральника 7, откуда почва по криволинейной траектории сбрасывается на поверхность. Это исключает забивание стойки 2.

Плоский стрельчатый нож 1 подрезает корневую систему сорняков.

Скорость продольного движения подрезаемого пласта почвы по грани пластинчатого лемеха:

V_Г=V·cos

где V - скорость движения агрегата, м/с;

- угол крошения плоского стрельчатого ножа, град.

При =0: V_Г=V.

Имея угол крошения =0, не происходит сдвига почвы, что обеспечивает выровненную поверхность, снижающую площадь испарения почвенной влаги. Не оголяется дно с влажной почвой. Располагаясь ниже стрельчатого лемеха, наральник разрезает почву в зоне прохождения болтов 4 и 5, что исключает зависание на них почвы и растительности.

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- плоский стрельчатый нож заглубляется на 4060 мм, исключает вынос влажной почвы на дневную поверхность;

- благодаря отсутствию угла крошения сущесвенно снижается тяговое сопротивление;

- наличие криволинейного наральника позволяет работать на повышенных скоростях, увеличивая тем самым производительность почвообрабатывающего орудия, исключается зависание растительности;

- почва не смещается в стороны, не оголяется влажное дно, не увеличивается площадь поверхности, обеспечивается ее выровненность.

1. Энергосберегающая стрельчатая лапа, включающая стрельчатый лемех, стойку с наральником, отличающаяся тем, что стрельчатый лемех выполнен в виде плоского стрельчатого ножа, при этом сверху на него установлена плита со стойкой, к которой закреплен наральник криволинейной формы.

2. Энергосберегающая стрельчатая лапа по п. 1, отличающаяся тем, что наральник выходит в вертикальной плоскости за пределы плоского стрельчатого ножа, при этом нижняя часть наральника заточена, а верхняя часть соединена со стойкой с помощью зацепа.

РИСУНКИ