Рабочий орган глубокорыхлителя

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в машинах для глубокого и сверхглубокого рыхления переуплотненных почв в орошаемом земледелии. Сущность изобретения: рабочий орган содержит стойку с лезвием на фронтальной части и долото с коническим наконечником. Долото закреплено на нижней части стойки посредством опорного стакана. Конический наконечник снабжен режущим элементом, выполненным в виде правильного многоугольника. Последний размещен под углом к оси долота на вершине конического наконечника. Конический наконечник долота выполнен из двух разъемных частей. Передняя часть имеет форму конуса. Задняя часть долота имеет форму усеченного конуса. Основание передней части долота снабжено резьбовым хвостовиком. На ее наружной поверхности выполнено радиальное отверстие. В задней части долота имеется резьбовое гнездо. Со смещением к внешней поверхности задней части долота от резьбового гнезда в плоскости сопряжения частей конического наконечника размещены скалывающие элементы, выполненные в виде правильных многоугольников. На боковых гранях скалывающих элементов имеются режущие кромки. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для глубокого и сверхглубокого рыхления переуплотненных почв в орошаемом земледелии.

Известен рабочий орган глубокорыхлителя, содержащий стойку, накладку с лезвием на фронтальной части, опорный стакан на нижнем обрезе стойки и соосно закрепленное в нем долото с коническим наконечником, вершина которого усечена [1].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся ограниченная износостойкость накладки рабочего лезвия и повышенное сопротивление при рыхлении почвы (за счет отсутствия полноценных рабочих кромок на усеченной вершине конического наконечника), а также нависание и наматывание растительных остатков на накладку при работе на влажных и задернелых почвах.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является рабочий орган глубокорыхлителя, содержащий стойку с лезвием на фронтальной части и дренер с коническим наконечником, закрепленным на нижнем конце стойки, в котором с целью снижения тягового сопротивления и увеличения срока службы лобовой участок конического наконечника снабжен режущим элементом, выполненным в виде правильного многоугольника, при этом лобовой участок размещен под углом к оси дренера. Этот рабочий орган глубокорыхлителя принят за прототип [2].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся пониженная стойкость конического наконечника дренера, интенсивный износ опорного стакана, в котором закреплен конический хвостовик дренера, повышение тягового сопротивления по мере абразивного износа режущего элемента, а также повышенная стоимость эксплуатации вследствие замены (после износа опорного стакана) самой стойки (наиболее металлоемкой) и дренера (наиболее дорогостоящего) не рабочего наконечника, а всего рабочего органа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей рабочего органа.

Технический результат - повышение срока службы, снижение стоимости эксплуатации, стабилизация тягового сопротивления рабочего органа за счет применения износостойкого наконечника, его смены после продолжительной работы и скалывающих элементов, снабженных возможностью переустановки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном рабочем органе глубокорыхлителя, включающем стойку с лезвием на фронтальной части и закрепленное на нижней части стойки посредством опорного стакана долото с коническим наконечником, снабженное режущим элементом, выполненным в виде правильного многоугольника на его лобовом участке, размещенным под углом к оси долота, конический наконечник долота выполнен из двух разъемных частей, передняя из которых выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму конуса, а задняя часть - форму усеченного конуса, при этом основание передней части снабжено резьбовым хвостовиком, на ее наружной поверхности выполнено радиальное отверстие, а задняя часть - резьбовым гнездом, причем со смещением к внешней поверхности задней части долота от резьбового отверстия в плоскости сопряжения частей конического наконечника размещены скалывающие элементы, выполненные в виде правильных многоугольников, снабженные режущими кромками на боковых гранях; скалывающие элементы выполнены с четным числом боковых граней; скалывающие элементы выполнены с нечетным числом боковых граней; скалывающие элементы снабжены отверстиями и закреплены на опорной поверхности задней части конического наконечника посредством штифтов, установленных в глухих отверстиях, оси которых параллельны оси резьбового гнезда; скалывающие элементы в плоскости разъема частей долота установлены с возможностью переустановки; режущие кромки скалывающих элементов с нечетным числом боковых граней при размещении на опорной части взаимно сопряжены; конический наконечник долота снабжен цилиндрическим хвостовиком; цилиндрический хвостовик долота в опорном стакане зафиксирован пальцем, ось которого пересекается с осью долота и ортогональна к ней; опорный стакан снабжен диаметральным пазом шириной, равной толщине стойки, и установлен им выше нижнего среза стойки; режущие кромки скалывающих элементов конического наконечника в плоскости разъема образуют ломаное замкнутое лезвие с абрисом больше, чем контур опорного стакана.

За счет того что конический наконечник долота выполнен составным, а в плоскости их сопряжения размещены скалывающие элементы, режущие кромки которых образуют замкнутую ломаную линию с абрисом, большим диаметра стакана, 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, позволил 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 решений 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".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен рабочий орган глубокорыхлителя, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, диаметральное сечение частей долота, скалывающих элементов и опорного стакана на нижнем срезе стойки; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, поперечный разрез долота со сменными скалывающими элементами в плоскости сопряжения передней съемной части и задней части долота; на фиг. 4 - то же, при выполнении сменных скалывающих элементов с нечетным числом боковых граней; на фиг. 5 - место I на фиг. 1, размещение дополнительного режущего элемента на лобовом участке съемной части долота; на фиг. 6 - вид B на фиг. 5, положение дополнительного режущего элемента на лобовом участке вершины съемной части долота.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган глубокорыхлителя содержит наклонную стойку 1 с режущей кромкой 2 на фронтальной части. Верхняя часть стойки 1 снабжена тремя отверстиями 3 и 4. Отверстия 3 предусмотрены для навешивания на бонки рамы 5 орудия. Отверстие 4 предназначено для крепления резьбовой парой 6 стойки 1 на раме 5. Нижняя часть стойки 1 снабжена опорным стаканом 7. Внутренняя часть стакана 7 выполнена полой. В диаметральной плоскости на задней части стакана 7 выполнены две прорези шириной, равной толщине стойки 1. Стакан 7 с нижней частью стойки 1 соединен сварными швами в местах соединения прорезей с боковыми стенками стойки 1. Нижняя прорезь стакана 7 установлена выше нижнего обреза стойки 1. В стакане 7 и на нижней части стойки 1 выполнено сквозное отверстие 8 для установки с натягом пальца 9 диаметром 40 мм. Передняя часть внутренней полости стакана 7 выполнена цилиндрической для размещения хвостовика 10 долота 11. Цилиндрический хвостовик 10 долота 11 имеет вертикальную прорезь 12 и отверстие 13 для установки во внутренней полости стакана 7. Отверстие 13 в хвостовике 10 долота 11 выполнено соосным с отверстиями 8 в стаканах 7 и стойки 1. Цилиндрический хвостовик 10 долота 11 в опорном стакане 7 зафиксирован пальцем 9. Ось пальца 9 пересекается с осью долота 11 и ортогональна к ней. Этим достигается надежное крепление долота 11 в опорном стакане 7.

Режущая кромка 2 на фронтальной части стойки 1 выполнена с различными углами заточки. Верхняя часть стойки 1 имеет угол заточки 18^o с углом наклона лезвия режущей кромки к горизонту 60^o. Нижняя часть стойки 1 имеет угол заточки 30^o и наклонена к горизонту под углом 40^o. Верхняя режущая кромка 2 преимущественно работает в пахотном горизонте и разрезает растительные и корневые остатки. Угол резания верхней части кромки 2 равен 15^o40'. Нижняя часть режущей кромки 2 работает в твердом подпахотном горизонте и в почвогрунте, где основная задача рабочего органа состоит в разрушении переуплотненных агрегатов. Двойной угол наклона режущей кромки 2 позволяет при минимальных конструктивных размерах максимально вынести вперед в направлении движения рабочего органа долото 11. Поэтому угол резания режущей кромки 2 в нижней части стойки 1 не принимают больше 20^o10'.

Долото 11 выполнено в виде кругового конуса и имеет лобовой участок 14, который размещен под углом α = 47° к оси долота 11. Посредством пайки и штифта 15 диаметром 6 мм на лобовом участке 14 закреплен режущий элемент 16 из твердосплавного и износостойкого материала. Режущий элемент 16 выполнен по форме в виде правильного многогранника.

Опорный стакан 7 со стойкой 1 соединен таким образом, что между образующей поверхности конического долота 11 и горизонтом образуется задний угол ε = δ-β/2, равный 3...5^o. Величины этого угла ε достаточно, чтобы исключить ненужное истирание нижней части долота 11. Долото 11 имеет конусность β = 20°. Долото 11 выполнено из двух разъемных частей. Передняя часть 17 долота 11 выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму кругового конуса с усеченной вершиной. Основание 18 передней части 17 долота 11 снабжено резьбовым хвостовиком 19. Задняя часть 20 долота 11 имеет форму усеченного конуса. Большое основание 21 задней части 20 долота 11 равно диаметру опорного стакана 7. Резьбовой хвостовик 19 ввернут в соответствующее резьбовое гнездо 22 на опорной части 23 усеченного конуса - продолжении долота 11. На теле передней части 17 долото 11 между лобовым участком 14 и основанием 18 выполнено радиальное отверстие 24 для ввинчивания резьбового хвостовика 19 в резьбовое гнездо 22 посредством воротка, а также для демонтажа передней части 17 долота 11 при абразивном износе режущего элемента 16.

Между основанием 18 передней части 17 долота 11 и опорной частью 23 малого основания усеченного конуса задней части 20 долота 11 по замкнутому периметру посредством штифтов 25, установленных в отверстиях 26 на опорной части 23 задней части 20 долота 11, размещены скалывающие элементы (см. фиг. 1-4). Скалывающие элементы 27 выполнены по форме правильных усеченных пирамид с четным числом боковых граней 28 (см. фиг.3) или с нечетным числом боковых граней 28 (см. фиг.4).

Пересечение боковых граней 28 с большим основанием пирамиды образует режущие кромки 29. В центре скалывающего элемента 27 выполнено отверстие с диаметром, равным диаметру штифтов 25. Скалывающие элементы 27 своими отверстиями размещены на штифтах 25. Длина штифтов 25 меньше суммы двух размеров: высоты усеченной пирамиды, т.е. толщины скалывающего элемента 27 и глубины отверстия 26 на опорной части 23 в задней части 20 долота 11 не менее чем на 0,5. . . 0,7 мм. Скалывающие элементы 27 на опорной части 23 своими режущими кромками 29 укладываются без зазоров, в выступающие режущие кромки 29 за пределами малого основания усеченного конуса задней части 20 долота 11 образуют ломаную замкнутую режущую кромку. Режущие кромки скалывающих элементов 27 конического наконечника долота 11 в плоскости разъема образуют ломаное замкнутое лезвие с абрисом больше, чем контур опорного стакана 7. Скалывающие элементы 27 в плоскости разъема передней части 17 и задней части 20 долота 11 установлены на штифтах 25 с возможностью переустановки по мере износа режущих кромок 29. Оси отверстий 26, в которых размещены штифты 25, выполнены параллельными оси резьбового гнезда 22 на опорной части 23 задней части долота 11.

Рабочий орган глубокорыхлителя работает следующим образом.

При заглублении долота 11, вынесенного вперед перед стойкой 1, конический наконечник деформирует почву в направлении сверху вниз. Режущий элемент 16 на лобовом участке 14 наконечника врезается всеми своими кромками многоугольника в почву, способствуя заглублению долота 11 сначала в пахотный горизонт, а затем в плужную подошву и почвогрунт. При полном заглублении рабочего органа режущий элемент 16 и наконечник передней части 17 долота 11 деформирует почву снизу вверх. Коническая поверхность наконечника передней части 17 создает равномерные напряжения сжатия пласта почвы. Сжатый слой почвы поступает на режущие кромки 29 скалывающих элементов 27, установленных между передней частью 17 и задней частью 20 долота 11, интенсивно крошат слои почвы по всему периметру долота 11, что образует разрыхленный створ. Интенсивность крошения увеличивают задняя часть 20 долота 11 и опорным стакан 7. Стойка 1 движется в разрыхленном слое, что снижает тяговое сопротивление рабочего органа. Дополнительное крошение пласта почвы производят нижняя и верхняя части режущей кромки 2 стойки. Этим достигается высокая пористость во всем объеме разрыхленного грунта, обеспечивая свободный проход осадков в осенне-зимний период и оросительной воды сверху вниз в разрыхленную зону в период вегетационных поливов. По мере износа режущего элемента 16 переднюю часть 17 долота 11 заменяют новым, а при чрезмерном износе режущих кромок 29 скалывающих элементов 27 последние переставляют в новое положение.

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".

Формула изобретения

1. Рабочий орган глубокорыхлителя, содержащий стойку с лезвием на фронтальной части и закрепленное на нижней части стойки посредством опорного стакана долото с коническим наконечником, снабженное режущим элементом, выполненным в виде правильного многоугольника на его лобовом участке, размещенным под углом к оси долота, отличающийся тем, что конический наконечник долота выполнен из двух разъемных частей, передняя из которых выполнена в виде износостойкого наконечника и имеет форму конуса, а задняя часть - форму усеченного конуса, при этом основание передней части снабжено резьбовым хвостовиком, на ее наружной поверхности выполнено радиальное отверстие, а задняя часть - резьбовым гнездом, причем со смещением к внешней поверхности задней части долота от резьбового гнезда в плоскости сопряжения частей конического наконечника размещены скалывающие элементы, выполненные в виде правильных многоугольников, снабженные режущими кромками на боковых гранях.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что скалывающие элементы выполнены с четным числом боковых граней.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что скалывающие элементы выполнены с нечетным числом боковых граней.

4. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что скалывающие элементы снабжены отверстиями и закреплены на опорной поверхности задней части конического наконечника посредством штифтов, установленных в глухих отверстиях, оси которых параллельны оси резьбового гнезда.

5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что скалывающие элементы в плоскости разъема частей долота установлены с возможностью переустановки.

6. Рабочий орган по пп.1 и 3, отличающийся тем, что кромки скалывающих элементов с нечетным числом боковых граней при размещении на опорной части взаимно сопряжены.

7. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что конический наконечник долота снабжен цилиндрическим хвостовиком.

8. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический хвостовик долота в опорном стакане зафиксирован пальцем, ось которого пересекается с осью долота и ортогональна к ней.

9. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что задняя часть опорного стакана снабжена диаметральным пазом шириной, равной толщине стойки, установленным выше нижнего среза стойки.

10. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что режущие кромки скалывающих элементов конического наконечника в плоскости разъема образуют ломаное замкнутое лезвие с абрисом большим, чем контур опорного стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6