Почвообрабатывающее орудие
Владельцы патента RU 2634115:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук" (ФНЦ агроэкологии РАН) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для глубокой обработки почвы. Почвообрабатывающее орудие содержит раму, на которой закреплены попарно друг за другом наклонные стойки с правосторонними и левосторонними ножами. Высота линии перекрещивания наклонных частей стоек располагается на поверхности обрабатываемой почвы и равна 1/4 междуследия пар рабочих органов, а длина горизонтальных составляющих проекции пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2 междуследия пар рабочих органов. Таким конструктивным решением обеспечивается снижение тягового сопротивления, повышение производительности МТА и качества обработки почвы. 3 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для безотвальной глубокой обработки почвы.
Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму и наклонные рабочие органы, размещенные по стрелообразной комбинированной схеме (соответственно левосторонние и правосторонние). Недостатком описанного аналога является невысокое качество обработки почвы из-за забиваемости орудия (авторское свидетельство №1471961, SU, А01В 13/08, 1989 г.).
Наиболее близким по техническому решению к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа почвообрабатывающее орудие, содержащее раму и наклонные рабочие органы, размещенные попарно друг за другом (Патент №2107414, RU, А01В 13/08, 1998 г.).
У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки; рама и установленные на ней наклонные стойки с левосторонними и правосторонними ножами.
Недостатком прототипа является невысокое качество обработки почвы, большое тяговое сопротивление из-за внутрипочвенного сгиба стоек.
Указанный недостаток обусловлен тем, что забиваемость орудия напрямую зависит от междуследия рабочих органов, увеличение которого снижает забиваемость орудия. Но это приведет к нарушению технологии обработки почвы наклонными стойками, специфика которой - получение внутрипочвенных равновеликих гребней между следами прохода долот наклонных стоек, а также к увеличению габаритов орудия, что ухудшает работу механизма навески и трансмиссии трактора. Большое тяговое сопротивление вызвано тем, что определенная часть рабочих органов орудия работает в блокированной среде, а стойки имеют внутрипочвенный сгиб, также увеличивающий сопротивление почвы.
Предлагаемое почвообрабатывающее орудие включает раму, на которой закреплены попарно друг за другом наклонные стойки с правосторонним и левосторонним сгибом с закрепленными на них ножами. Высота линии перекрещивания наклонных частей стоек располагается на поверхности обрабатываемой почвы и равна 1/4 междуследия, а длина горизонтальных составляющих проекции пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2 междуследия пар рабочих органов.
Цель изобретения - повышение эксплуатационно-технологических показателей орудия за счет рациональной расстановки рабочих органов на его раме. Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение (почвообрабатывающее орудие) содержит общие выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачей.
Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в снижении тягового сопротивления, повышении производительности МТА и качества обработки почвы.
По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: наклонные стойки с правосторонними и левосторонними ножами установлены попарно друг за другом и имеют линию сгиба, находящуюся над обрабатываемой почвой, при этом длина проекции пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии сгиба наклонной части стойки равна 1/4 междуследия пар рабочих органов. При этом междуследие пар рабочих органов увеличивается в 2 раза по сравнению с прототипом.
Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь: наклонные стойки с правосторонними и левосторонними ножами, установленными попарно друг за другом и имеющими надпочвенный сгиб такой, что при этом длина горизонтальных составляющих проекций пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии сгиба наклонной части стойки равна 1/4 междуследия пар рабочих органов, предназначены для получения равновеликих внутрипочвенных гребней, увеличения междуследия рабочих органов в поперечной плоскости в два раза относительно орудий с наклонными стойками, имеющими внутрипочвенный сгиб, что снижает забиваемость орудия и повышает качество обработки почвы.
Для осуществления установки наклонных стоек с правосторонними и левосторонними ножами необходимо, чтобы они были расположены попарно друг за другом и имели линию пересечения плоскостей сгиба на уровне поверхности обрабатываемой почвы, при этом длина горизонтальных составляющих проекции пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии сгиба наклонной части стойки равна 1/4 междуследия пар рабочих органов.
Выбор граничных параметров обусловлен тем, что если наклонные стойки будут иметь другие параметры, то нельзя будет увеличивать междуследие в поперечной плоскости, не изменив размеры внутрипочвенных гребней, влияющих на качество обработки почвы, а изменения расположения стоек приводит к увеличению тягового сопротивления орудия и его забиваемости.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".
По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат (новое свойство объекта) совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в сельскохозяйственном машиностроении с получением технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы наклонных стоек, почвообрабатывающего орудия, обеспечивающего достижение поставленной цели - повышение эксплуатационно-технологичских показателей орудия, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость" по действующему законодательству.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг. 1 - почвообрабатывающее орудие, вид сверху; на фиг. 2 - тоже орудие, вид спереди; фиг. 3 - профиль внутрипочвенных гребней после прохода орудия.
Заявляемое почвообрабатывающее орудие содержит раму 1 с закрепленными на ней попарно правосторонними 2 и левосторонними 3 наклонными стойками, при этом длина горизонтальных составляющих проекции пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии сгиба наклонной части стойки равна 1/4 междуследия (В) двух пар рабочих органов.
Во время выполнения технологического процесса работы орудия почва деформируется от долот 5 рабочих органов под углом α, который приблизительно равен 45°. При этом в промежутках между наклонными стойками (имеющими наклон 45°) пар рабочих органов 3, 4 и 10, 11 образуются неразрыхленные внутрипочвенные гребни фиг. 3. Так как выбраны граничные условия, что длина горизонтальных составляющих проекций пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии сгиба наклонной части равна 1/4 междуследия (В) двух пар рабочих органов, то обеспечивается равенство всех внутрипочвенных гребней фиг. 3. Такая схема работы орудия перспективна в засушливых условиях на сверхпереуплотненных почвах, когда подъем пахотного слоя идет в контурах новообразовавшихся глыб по линиям трещин, что также снижает нагрузку на МТА.
Как показали результаты испытаний макетного образца, при использовании заявляемого почвообрабатывающего орудия обеспечивается повышение эксплуатационно-технологических показателей машинно-тракторного агрегата в результате снижения забиваемости рабочих органов и энергоемкости безотвальной обработки почвы за счет рациональной расстановки рабочих органов на раме орудия.
Согласно данным проведенных экспериментов в полевых условиях заявляемое изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами:
- на основании сравнительных данных у заявляемого изобретения относительно прототипа междуследия рабочих органов в поперечной плоскости в два раза больше при сопоставимой глубине обработки, что уменьшает забиваемость рабочих органов;
- уменьшается в два раза количество стоек, наклонная и вертикальная части которых испытывают лобовое сопротивление о почву, что снижает энергоемкость безотвальной обработки почвы.
Заявляемое почвообрабатывающее орудие представляет значительный интерес для сельского хозяйства, так как позволяет повысить эксплуатационно-технологические показатели МТА за счет рациональной расстановки рабочих органов на раме орудия.
Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.
Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с закрепленными на ней наклонными стойками с правосторонними и левосторонними ножами, установленными попарно друг за другом, отличающееся тем, что наклонные стойки с правосторонними и левосторонними ножами имеют линию перекрещивания стоек на поверхности обрабатываемой почвы, при этом длина горизонтальных составляющих проекций пары ножей на поперечно-вертикальную плоскость равна 1/2, а высота линии перекрещивания наклонных стоек равна 1/4 междуследия пар рабочих органов.
