Рабочий орган культиватора

 

Использование: сельскохозяйственное машиностроение. Технический результат - повышение качества поверхностной обработки паров и междурядий пропашных культур. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку и соединенную с ней посредством шарнира плоскорежущую лапу, которая снабжена стабилизатором. Шарнир лапы выполнен в виде цапфы с подшипником скольжения на ней, размещенных в полой нижней части стойки, и совмещенной с осью стойки и цапфы в ней с вертикальной осью вращения ступицы, сопряженной донной частью с технологическим отверстием лапы. Верхняя часть ступицы размещена внутри полой стойки и соединена с цапфой с возможностью свободного вращения и монтажа на резьбовом штифте цапфы. Стабилизатор лапы размещен на внешней тыльной стороне. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для поверхностной обработки почвы.

Известен рабочий орган культиватора, содержащий долотообразную стойку и соединенные с ней посредством поводка горизонтально расположенные и соединенные между собой подрезающие элементы, в котором, с целью повышения качества рыхления почвы, поводок выполнен в виде вертикально расположенных упругих пластин, каждая из которых одним концом соединена со стойкой, а другим - с подрезающим элементом; подрезавший элемент выполнен в виде односторонней бритвы [1].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится низкая степень самоочищения лезвий односторонних лап-бритв, вызванная большой жесткостью упругих пластин.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является плоскорежущая лапа, включающая стойку с рабочей кромкой и задней стенкой, на которой шарнирно закреплена стрельчатая лапа с передней кромкой, в которой, с целью снижения тягового сопротивления и упрощения конструкции, в верхней части задней стенки стойки выполнена цилиндрическая выемка с прорезью, ширина которой больше толщины лапы, а шарнир размещен в цилиндрической выемке и выполнен в виде диска с пазом, в котором укреплена накладка и размещена имеющая окно лапа; передняя кромка лапы сопряжена с поверхностью дна паза, а задняя стенка стойки размещена внутри окна, ширина которого больше толщины задней стенки, а его длина больше диаметра окружности, описанной вокруг оси шарнира, проходящей через нижнюю точку рабочей кромки стойки; рабочая кромка стойки расположена под острым углом к направлению движения [2]. Эта плоскорежущая лапа нами принята за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся недостаточная сомоочищаемость крыльев плоскорежущей лапы от нависших корней сорняков. Цилиндрический шарнир с горизонтальной осью способствует лишь перемещению плоскорежущей лапы с горизонтальной плоскости независимо от угла наклона ее стойки в продольно-вертикальной плоскости движения.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - обеспечение условий самоочищения лезвий плоскорежущей лапы.

Технический результат - повышение качества поверхностной обработки паров и междурядий пропашных культур, насыщенных корневыми и растительными остатками.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для поверхностной обработки почвы, включающем стойку и соединенную с ней посредством шарнира плоскорежущую лапу с режущей кромкой на фронтальной части, плоскорежущая лапа снабжена стабилизатором, шарнир соединения плоскорежущей лапы со стойкой выполнен в виде цапфы с подшипником скольжения на ней, размещенных в полой нижней части стойки, и совмещенной с осью стойки и цапфы в ней ступицы с вертикальной осью вращения, сопряженной донной частью с технологическим отверстием плоскорежущей лапы, при этом верхняя часть ступицы размещена внутри полой части стойки и соединена с цапфой с возможностью свободного вращения и монтажа на резьбовом штифте, а стабилизатор лапы размещен на внешней тыльной стороне ступицы; нижняя торцевая часть ступицы снабжена резьбовой крышкой; стабилизатор плоскорежущей лапы выполнен с возможностью демонтажа со ступицы; стабилизатор в виде плоской фигуры на нижней грани снабжен режущей кромкой; режущая кромка стабилизатора выполнена по логарифмической кривой; режущая кромка стабилизатора размещена ниже плоскорежущей лапы; стойка выполнена полой; верхняя часть стойки снабжена возможностью установки в держателе культиватора с прямоугольным отверстием; стойка снабжена пресс-масленкой, соединенной каналами с подшипником скольжения шарнира для подачи консистентной смазки; лабиринтное уплотнение шарнира образовано нижней полой частью стойки и верхней частью ступицы плоскорежущей лапы в месте их взаимного сопряжения; внешние диаметры ступицы плоскорежущей лапы и стойки выполнены равновеликими.

За счет того, что плоскорежущая лапа снабжена стабилизатором и со стойкой соединена шарниром с вертикальной осью вращения, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решения с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 изображен рабочий орган культиватора, вид в плане; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, диаметральный разрез узла соединения стойки с плоскорежущей лапой и стабилизатором.

Рабочий орган культиватора содержит стойку 1, плоскорежущую лапу 2, узел соединения 3 плоскорежущей лапы 2 со стойкой 1 и стабилизатор 4 лапы (см. фиг. 1 - 3).

Стойка 1 выполнена полой, а ее верхняя часть путем деформации ее стенок выполнена в виде призмы с прямоугольным профилем 5 для установки в держателях серийно выпускаемых паровых и пропашных культиваторов.

Плоскорежущая лапа 2 изготовлена из плоской листовой стали толщиной 2,5 - 3,0 мм. Материал - сталь 65Г по ГОСТ1050-14. Форма лапы 2 выполнена в виде сегмента. Передняя часть лапы 2 по дуге окружности снабжена режущей кромкой 6. Режущая кромка 6 образована заточкой внешней плоскости лапы 2 под углом 15 ± 3^o. Режущая кромка 6 плоскорежущей лапы 2 закалена до твердости 45 - 55 НRС_э. В технологическом отверстии лапы 2 кольцевым замкнутым сварным швом закреплена ступица 7. Ступица 7 плоскорежущей лапы 2 связана со стойкой 1 шарниром соединения 3. Шарнир соединения 3 содержит цапфу 8, размещенную в нижней полой части стойки 1 и соединенную с ней посредством кольцевых сварных швов в технологических отверстиях 9. Цапфа 8 снабжена резьбовым штифтом 10. На суженной части 11 цапфы 8 размещен подшипник скольжения 12, воспринимающий радиальные и осевые нагрузки. Внешняя поверхность подшипника скольжения 12 сопряжена с внутренней поверхностью ступицы 7 плоскорежущей лапы 2. Ступица 7 плоскорежущей лапы 2 соединена с цапфой 8 посредством резьбового штифта 10, установленного в суженной части ступицы 7, и зафиксирована на нем посредством гайки 13 (М10), плоской шайбы 14 и пружиной шайбы 15. На тыльной стороне от направления движения стойки 1 размещена пресс-масленка 16, которая установлена в резьбовом отверстии 17 стойки 1 и соединена радиальным каналом 18, осевым каналом 19 и радиальным каналом 20 с технологическими проточками подшипника скольжения 12 для подачи консистентной смазки в пары скольжения. Внутренняя полость ступицы 7 закрыта резьбовой крышкой 21, ввинченной в ее нижнюю торцевую часть. Нижняя полая часть стойки 1 размещена на проточной части ступицы 7, что образует лабиринтное уплотнение 22 и исключает попадание пыли.

Стабилизатор 4 выполнен из листовой стали толщиной 3 мм в виде плоской замкнутой фигуры с криволинейной режущей кромкой 23 преимущественно по логарифмической кривой. Стабилизатор 4 сварными швами соединен с опорной площадкой 24. опорная площадка 24 размещена на задней нижней части ступицы 7 выше плоскорежущей лапы 2. Опорная площадка 24 соединена со ступицей 7, например, винтами 25. Режущая кромка 23 стабилизатора 4 размещена ниже плоскорежущей лапы 2. Стабилизатор 4 плоскорежущей лапы 2 выполнен с возможностью демонтажа со ступицы 7. Внешний диаметр ступицы 7 плоскорежущей лапы 2 выполнен равным диметру стойки 1.

Рабочий орган функционирует следующим образом.

При движении рабочего органа культиватора на заданной глубине режущая кромка 6 плоскорежущей лапы 2 подрезает почвенный пласт, деформирует его снизу вверх, интенсивно крошит и смещает почву назад на почвенное ложе. Закругленные части ступицы 7 и нижней части стойки 1 не препятствуют сходу разрыхленной почвы с верхней плоскости плоскорежущей лапы 2. Стабилизатор 4 своей режущей кромкой 23 разрезает вертикальную щель ниже почвенного ложа и удерживает левое и правое крылья плоскорежущей лапы 2 строго фронтально к направлению движения.

При нависании неподрезанных корней на режущей кромке 6, например, правого крыла резко вырастает сопротивление лапы 2 на данном участке. Это сопротивление создает момент сил относительно вертикальной оси шарнира 3, и лапа 2 поворачивается вокруг нее по часовой стрелке при виде на нее сверху. Этот момент сил одновременно смещает стабилизатор 4, преодолевая боковую реакцию от стенки вертикальной щели. Поворот плоскорежущей лапы 2 вокруг цапфы 8 стойки 1 приводит к тому, что угол раствора между касательной в точке нависания корней на криволинейной режущей кромке 6 и линией, обратной направлению движения рабочего органа при углах меньше 30^o, приводит к моментальному их сходу. После схода неперерезанных корней с режущей кромки 6 под давлением на боковую грань стабилизатора 4 происходит его возврат в исходное положение. Реактивный момент на стабилизаторе 4 приводит к повороту плоскорежущей лапы 2 в исходное положение. Выполнение режущей кромки 23 стабилизатора 4 по логарифмической спирали исключает любые нависания корней и обеспечивает устойчивое перемещение плоскорежущей лапы 2 по глубине обработки.

В условиях орошаемого земледелия при поливе дождеванием вертикальные щели обеспечивают полное впитывание оросительной воды и исключают ее сток в локальные понижения. Этим исключается водная эрозия поливных норм по поверхности обработанного поля.

Радиальный подшипник скольжения 12 на цапфе 8 обеспечивает свободное вращение ступицы 7 плоскорежущей лапы 2. Резьбовая крышка 21 в нижней части ступицы 7 вместе с лабиринтным уплотнением 22 исключают попадание абразивных частиц в шарнир 3 соединения лапы 2 со стойкой 1.

Исходная геометрия режущей кромки 6 на фронтальной части изношенной плоскорежущей лапы производится заточкой известными резцами сразу трех рабочих органов.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении; - для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Рабочий орган культиватора, содержащий стойку и соединенную с ней посредством шарнира плоскорежущую лапу с режущей кромкой на фронтальной части, отличающийся тем, что плоскорежущая лапа снабжена стабилизатором, шарнир соединения плоскорежущей лапы со стойкой выполнен в виде цапфы с подшипником скольжения на ней, размещенных в полой нижней части стойки, и совмещенной с осью стойки и цапфы в ней ступицы с вертикальной осью вращения, сопряженной донной частью с технологическим отверстием плоскорежущей лапы, при этом верхняя часть ступицы размещена внутри полой части стойки и соединена с цапфой с возможностью свободного вращения и демонтажа на резьбовом штифте цапфы, а стабилизатор лапы размещен на внешней тыльной стороне ступицы.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что нижняя торцевая часть ступицы снабжена резьбовой крышкой.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор плоскорежущей лапы выполнен с возможностью демонтажа со ступицы.

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор в виде плоской замкнутой фигуры на нижней грани снабжен режущей кромкой.

5. Рабочий орган по пп.1 и 4, отличающийся тем, что режущая кромка стабилизатора выполнена по логарифмической кривой.

6. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что режущая кромка стабилизатора размещена ниже плоскорежущей лапы.

7. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стойка выполнена полой.

8. Рабочий орган по пп.1 и 7, отличающийся тем, что верхняя часть стойки снабжена возможностью установки в держателе культиватора с прямоугольным отверстием.

9. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стойка снабжена пресс-масленкой, соединенной каналами с подшипником скольжения шарнира для подачи консистентной смазки.

10. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что лабиринтное уплотнение шарнира образовано нижней полой частью стойки и верхней частью ступицы плоскорежущей лапы.

11. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что внешние диаметры ступицы плоскорежущей лапы и стойки выполнены равновеликими.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3