Рабочий орган культиватора

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для обработки почвы. Рабочий орган состоит из стойки прутков культиваторной лапы и источника упругих колебаний. После включения источника упругих колебаний прутки начинают вибрировать. Вибрация передается к ним по стойке, выполняющей одновременно функцию волновода. В возбужденном состоянии рабочий орган заглубляют в почву. Почва, проходящая между прутками, рыхлится, но не выносится на поверхность. Глубина обработки зависит от величины прутков и мощности источника упругих колебаний. Форма наружных прутков описывается формулой Y=a_nXⁿ +a_n-1X^n-1+... +a₁X₁ +a₀, где а_n≠ 0, n≥ 0; n – целое число. Весь рыхлящий элемент имеет форму гиперболического параболоида. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество обработки почвы за счет предотвращения выноса на дневную поверхность тяжелых металлов и снизить тяговое сопротивление. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

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

Известен рабочий элемент и способ его изготовления в виде изогнутых прутков (патент Великобритании №1420192, 1976). Недостатком данного вильчатого рабочего элемента является то, что он не приспособлен для обработки почвы.

С другой стороны, известен рабочий орган культиватора, выполненный в виде соединенной с источником упругих колебаний стойки, к которой присоединен рыхлящий элемент (а.с. СССР №1471960, 1986).

Недостатком данного рабочего органа является неудовлетворительное качество рыхления почвы, повреждение корневой системы растений, вынос на дневную поверхность тяжелых металлов и радионуклидов, достаточно значительное тяговое сопротивление почвы, слабое регулирование водного режима растений.

Целью предлагаемого изобретения является предотвращение выноса на дневную поверхность тяжелых металлов и радионуклидов, улучшение качества обработки почвы, уменьшение тягового сопротивления и создание условий для лучшего развития сельскохозяйственных растений, в т.ч. улучшения водного режима растений.

Указанная цель достигается тем, что рабочий орган культиватора выполнен в виде соединенной с источником упругих колебаний стойки, к которой присоединен рыхлящий элемент, состоящий из обособленных прутков.

Пространственная структура (ПС) рыхлящего элемента описывается структурной формулой

ПС=(2А+2Б+2В+2Г)∈ Ф,

причем парные элементы А, Б, В, Г - зеркальны друг другу:

А - пруток первого порядка;

Б - пруток второго порядка;

В - пруток третьего порядка;

Г - пруток четвертого порядка;

Ф - формула поверхности, которая описывает расположение парных прутков А, Б, В, Г в трехмерном пространстве.

Прутки А и Б (их форма) описываются формулой, в которую могут подставляться различные числовые значения:

(А, Б=Y)

Y=a_n Xⁿ+a_n-1X^n-1+... +a₁ X₁+а₀

при а_n≠ 0;

n≥ 0;

n - целое.

Причем для правой стороны орудия (если смотреть спереди) n - четное, а для левой стороны n - нечетное.

Прутки В и Г (их форма описываются одной формулой с разными числовыми значениями:

(В, Г=Y)

Y=aX²bX+C

при а≠ 0.

При этом все прутки располагаются на одной поверхности гиперболического параболоида (ГП), описываемого формулой

(Ф=Z)

При этом рыхлящий элемент имеет форму поверхности гиперболического параболоида и своей осью симметрии совпадает с продольной плоскостью симметрии Q (гиперболического параболоида), т.е. лежит в этой плоскости (фиг.1).

Помимо этого рыхлящий элемент расположен на ГП так, что концы прутков не пересекают поперечной плоскости симметрии Q₁ (фиг.2).

Кроме этого, все прутки имеют одинаковую длину, которая кратна целому числу полуволн продольных колебаний.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями.

На фиг.3 показан рабочий орган культиватора, вид спереди; на фиг.4 - вид сбоку; на фиг.5 - способ крепления с рабочим органом культиватора источника упругих колебаний.

Рабочий орган состоит из стойки (1), прутков культиваторной лапы (2), источника упругих колебаний (3).

Рабочий орган культиватора работает следующим образом

После включения источника упругих колебаний, например магнитостриктора (3), прутки (2) начинают вибрировать, поскольку вибрация передается к ним по стойке (1), выполняющей одновременно функцию волновода. В возбужденном состоянии рабочий орган заглубляют в почву. Почва, проходящая между прутками, рыхлится, но не выносится на поверхность, при этом значительно снижается тяговое сопротивление как за счет конструктивных особенностей органа, так и за счет применения вибрации. Глубина обработки зависит от величины прутков и мощности источника упругих колебаний.

Конструкция рабочего органа культиватора позволяет производить как предпосевную обработку, так и культивацию по уходу за соответствующими сельскохозяйственными культурами с минимальными повреждениями растений. Более того, повреждения быстрее регенерируют за счет эффекта улучшения развития растений после воздействия на них ультразвуковых вибраций.

Одновременно стабилизируется водный режим почвы, улучшается качество ее обработки. Но самое главное, за счет конструкции рабочего органа не происходит выноса на дневную поверхность тяжелых металлов и радионуклидов, которые мигрируют с поверхности почвы в ее глубь или разносятся с пылью, вредно влияя на окружающую среду. Одновременно снижается тяговое сопротивление.

Формула изобретения

1. Рабочий орган культиватора, включающий стойку, соединенную с источником упругих колебаний, к которой присоединен рыхлящий элемент, состоящий из обособленных прутков, отличающийся тем, что форма двух наружных прутков описывается формулой:

Y=а _nХⁿ+а_n-1Х^n-1+... +а₁Х₁+а₀,

при а_n ≠ 0, n≥ 0, n – целое, для правой стороны n – четное, а для левой стороны n – нечетное; внутренние четыре прутка описываются формулой:

Y=aX²+bХ+С,

при а≠ 0 с разными числовыми значениями, весь же рыхлящий элемент имеет форму поверхности гиперболического параболоида; ось симметрии рыхлящего элемента совпадает с продольной плоскостью симметрии гиперболического параболоида, а концы прутков не пересекают поперечной плоскости симметрии гиперболического параболоида, при этом все прутки имеют одинаковые линейные размеры по длине.

2. Рабочий орган культиватора по п.1, отличающийся тем, что длина прутков кратна целому числу полуволн продольных колебаний.

РИСУНКИ