RU2828432C1

RU2828432C1 - Tillage tool

Info

Publication number: RU2828432C1
Application number: RU2024110456A
Authority: RU
Inventors: Никита Дмитриевич Нехорошев; Дмитрий Дмитриевич Нехорошев; Дмитрий Артёмович Нехорошев
Filing date: 2024-04-16
Publication date: 2024-10-11

Abstract

FIELD: agriculture; machine building.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural machine building, in particular to devices of working members of tillage machines for main (continuous) surface treatment of soil, and can be used to reduce traction resistance during deep tillage of soils saturated with plant and root residues, including on fields with multiple areas of compacted soils, which do not allow atmospheric precipitation moisture to pass through. Tillage tool comprises frame (1) with support wheels (2), working members (3) for soil layer loosening in the form of flat-cutting blades, resilient element (4) with stiffness adjustment mechanism, providing possibility of working members (3) oscillations in longitudinal plane, guides (6) in form of channel, fixed to frame (1) on bolts (5), inside guides (6) on axis (9) rigidly fixed on post (10) of working member (3), with possibility of movement in longitudinal direction there are rollers (7) with rolling bearings (8). Rear part of post (10) has recess (11) equal to half the diameter of bearing (12), and oblique cut (13), the working area of which is located at angle of 13 degrees to vertical, with which it rests against bearing (12) installed on movable axis (14), on which rollers (7) with rolling bearings (8) are located. On axis (14) rod (15) is hinged, on which there installed is resilient element (4) in the form of cylindrical compression spring resting against stop (16). Nut (17) is installed on rod (15), which performs function of stiffness adjustment of resilient element (4), limiter of movement of post (10) of working element (3).

EFFECT: increased reliability, efficiency, reduced traction resistance and power consumption at treatment of soils of different mechanical composition due to increased functional capabilities of chisel subsoiler and new design of its structural elements and assemblies.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной (сплошной) поверхностной обработки почвы, и может быть использовано для снижения тягового сопротивления при глубоком рыхлении почв, насыщенных растительными и корневыми остатками, в том числе и на полях с множеством участков уплотненных почв, не пропускающих влагу атмосферных осадков.The invention relates to agricultural engineering, in particular to devices for working bodies of soil-cultivating machines for primary (continuous) surface tillage of soil, and can be used to reduce traction resistance during deep loosening of soils saturated with plant and root residues, including in fields with many areas of compacted soils that do not allow moisture from atmospheric precipitation to pass through.

Среди известных конструкций машин, применяемых в почвозащитной системе земледелия, способствующих предупреждению эрозионных процессов, уменьшению распыления и уплотнению почвы и сохранению ее плодородия, в качестве аналогов можно привести семейство культиваторов-плоскорезов "КПГ - 250", "КПГ - 2 - 150", "КПГ - 2,2", "ПГ-3-5", КПШ - 9, плоскорезов-щелевателей "ПЩ-3", "ПЩ-4", а также различные конструкции чизельных плугов, культиваторов и комбинированных агрегатов, использующих в комбинации друг с другом дисковые и игольчатые бороны, катки, чизели, щелеватели, кротователи и прочие рабочие органы.Among the known designs of machines used in the soil-protective farming system, which help prevent erosion processes, reduce soil dispersion and compaction, and preserve its fertility, the following can be cited as analogues: the family of flat-cutter cultivators "KPG-250", "KPG-2-150", "KPG-2.2", "PG-3-5", KPSh-9, flat-cutter-slitters "PSh-3", "PSh-4", as well as various designs of chisel plows, cultivators, and combined units that use disc and needle harrows, rollers, chisels, slotters, mole cutters, and other working bodies in combination with each other.

Известен вибрационный глубокорыхлитель, включающий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, рыхлительный рабочий орган с вертикальной стойкой, закрепленный на раме вибратор и двухзвенный упругий элемент, при этом тяга вибратора установлена с возможностью изменения величины угла между ней и стойкой рабочего органа.A vibration deep ripper is known, which includes a frame with a longitudinal beam rigidly attached to it, a loosening working element with a vertical stand, a vibrator secured to the frame and a two-link elastic element, wherein the vibrator rod is installed with the possibility of changing the angle between it and the stand of the working element.

Недостатком данного вибрационного глубокорыхлителя является сложность конструкции, использование вибратора в виде подвешенного груза создает дополнительные нагрузки на шарнирные соединения, что снижает надежность и долговечность орудия, осуществление колебаний лишь в одной продольной плоскости (SU, авторское свидетельство, №1565363).The disadvantage of this vibratory deep ripper is the complexity of the design; the use of a vibrator in the form of a suspended load creates additional loads on the hinge joints, which reduces the reliability and durability of the tool, and vibrations are carried out only in one longitudinal plane (SU, author's certificate, No. 1565363).

Известно почвообрабатывающее орудие, включающее лапу - сошник с механизмом копирования рельефа почвы, выполненного в виде пружинно-упругого демпфера и закрепленного на раме корпуса с вертикальными направляющими и взаимодействующими с ними двумя парами роликов. Недостатком данного рабочего органа почвообрабатывающего орудия является то, что рабочий орган громоздок, занимает много места на раме орудия, не обеспечивает равномерность глубины обработки, т.к. колебания рабочего органа происходят в вертикальной плоскости, происходит так называемый "захват колебаний", когда колебания рамы накладываются на колебания рабочего органа (SU, авторское свидетельство, №1501940).A soil-cultivating implement is known, including a paw - a coulter with a soil relief copying mechanism, made in the form of a spring-elastic damper and fixed on the frame of the body with vertical guides and two pairs of rollers interacting with them. The disadvantage of this working element of the soil-cultivating implement is that the working element is bulky, takes up a lot of space on the frame of the implement, does not ensure uniformity of the processing depth, since the vibrations of the working element occur in the vertical plane, the so-called "vibration capture" occurs, when the vibrations of the frame are superimposed on the vibrations of the working element (SU, author's certificate, No. 1501940).

Более близким аналогом к решаемой проблеме является известное почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, закрепленные на раме рамки с установленными на них рабочими органами для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, при этом рабочие органы закреплены к рамкам посредством вертикального шарнира и упругих элементов, обеспечивающих возможность автоколебаний рабочих органов в поперечной плоскости, а рамки рабочих органов закреплены к раме орудия при помощи упругих элементов, обеспечивающих возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, упругие элементы крепления рабочих органов к рамкам и крепления рамок к раме орудия снабжены механизмами регулирования их жесткости (Патент РФ, №2327324).A closer analogue to the problem being solved is a known soil-cultivating implement comprising a frame with support wheels, frames fixed to the frame with working bodies installed on them for loosening a soil layer in the form of flat-cutting paws, wherein the working bodies are fixed to the frames by means of a vertical hinge and elastic elements providing the possibility of self-oscillations of the working bodies in the transverse plane, and the frames of the working bodies are fixed to the frame of the implement by means of elastic elements providing the possibility of oscillations of the working bodies in the longitudinal plane, the elastic elements of fastening the working bodies to the frames and fastening the frames to the frame of the implement are provided with mechanisms for regulating their rigidity (Patent of the Russian Federation, No. 2327324).

Недостаток данного изобретения состоит в том, что при работе в верхнем слое почвы со значительным количеством сорных растений и пожнивных остатков подобное почвообрабатывающее орудие не обеспечивает требуемого качества работы. Это вызвано тем, что реакция почвы и корней растений направлена вверх, а режущая кромка не перерезает пожнивные остатки. Следует отметить, что при наезде на препятствие, корни большого диаметра или переуплотненную почву рабочий орган поднимается и отклоняется в сторону вместе со стойкой, выглубляя стрельчатую лапу, а это приводит к нарушению агротехнических требований по глубине обработки почвы.The disadvantage of this invention is that when working in the upper soil layer with a significant amount of weeds and crop residues, such a tillage tool does not provide the required quality of work. This is due to the fact that the reaction of the soil and plant roots is directed upward, and the cutting edge does not cut crop residues. It should be noted that when running into an obstacle, large-diameter roots or over-compacted soil, the working element rises and deviates to the side together with the stand, deepening the arrow-shaped paw, and this leads to a violation of agrotechnical requirements for the depth of soil cultivation.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение области применения почвообрабатывающего орудия при обеспечении высокого качества обработки почв различного механического состава, повышенной плотности и влажности обычных почв обусловлено возможностью автоматического преодоления препятствий и обеспечения постоянства глубины хода рабочего органа.The problem that the claimed invention is aimed at solving is the expansion of the scope of application of a soil-cultivating tool while ensuring high quality of cultivation of soils of different mechanical composition, increased density and moisture content of ordinary soils due to the possibility of automatically overcoming obstacles and ensuring a constant depth of movement of the working element.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности, производительности, снижении тягового сопротивления и энергетических затрат при обработке почв различного механического состава за счет увеличения функциональных возможностей чизельного глубокорыхлителя и нового выполнения его конструктивных элементов и узлов.The technical result that can be obtained by implementing the invention is expressed in an increase in reliability, productivity, a decrease in traction resistance and energy costs when cultivating soils of various mechanical compositions due to an increase in the functional capabilities of the chisel subsoiler and a new design of its structural elements and units.

Указанный технический результат достигается почвообрабатывающим орудием, содержащим раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, при этом к раме на болтах закреплены направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены ролики с подшипниками качения, на оси, жестко закрепленной на стойке рабочего органа, при этом задняя часть стойки имеет углубление, равное половине диаметра подшипника, и косой срез, рабочая зона которого расположена под углом 13 градусов к вертикали, которым она упирается в подшипник, установленный на подвижной оси, на которой расположены ролики с подшипниками качения, на оси шарнирно закреплен шток, на котором установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины сжатия, упирающейся в упор, на штоке установлена гайка, которая выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента, ограничителя перемещения стойки рабочего органа.The specified technical result is achieved by a tillage implement comprising a frame with support wheels, working bodies for loosening a soil layer in the form of flat-cutting paws, an elastic element with a rigidity adjustment mechanism that ensures the possibility of oscillations of the working bodies in a longitudinal plane, wherein guides in the form of a channel are bolted to the frame, inside which rollers with rolling bearings are arranged with the possibility of moving in the longitudinal direction, on an axis rigidly fixed to a rack of the working body, wherein the rear part of the rack has a recess equal to half the diameter of the bearing, and an oblique cut, the working area of which is located at an angle of 13 degrees to the vertical, with which it rests against a bearing mounted on a movable axis on which rollers with rolling bearings are located, a rod is pivotally fixed to the axis, on which an elastic element in the form of a cylindrical compression spring is mounted, resting against a stop, a nut is installed on the rod, which performs the function of regulating the rigidity of the elastic element, a limiter for the movement of the rack of the working body.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.The information confirming the possibility of implementing the claimed invention is as follows.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена конструктивно - технологическая схема почвообрабатывающего орудия, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - крепление рабочего органа, вид с боку; на фиг. 4 - крепление рабочего органа, вид сверху без направляющих.The invention is explained by drawings. Fig. 1 shows a design and technological diagram of a soil-cultivating implement, side view; Fig. 2 - the same, top view; Fig. 3 - fastening of the working element, side view; Fig. 4 - fastening of the working element, top view without guides.

Почвообрабатывающее орудие (фиг. 1) состоит из рамы 1 с опорными колесами 2. Рабочие органы 3 закреплены на стойках 10, которые перемещаются по направляющим 6, закрепленным болтами 5 на раме 1 (фиг. 2). Стойка 10 рабочего органа (фиг. 3) имеет ось 9, жестко закрепленную на стойке, на оси подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6. Задняя часть стойки упирается косым срезом 13 в подшипник 12, закрепленный на подвижной оси 14, на оси подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6. К оси 14 шарнирно присоединен шток 15, на котором установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины 4. Другим концом шток 15 упирается в упор 16. Возможность перемещения рабочего органа 3 в горизонтальной плоскости и жесткость упругого элемента 4 обеспечивается гайкой 17. Гайка дополнительно выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента и ограничителя перемещения стойки рабочего органа.The tillage implement (Fig. 1) consists of a frame 1 with support wheels 2. The working elements 3 are secured on stands 10, which move along guides 6, secured with bolts 5 on the frame 1 (Fig. 2). The stand 10 of the working element (Fig. 3) has an axis 9 rigidly fixed to the stand, rollers 7 are mounted on the axis movably on bearings 8, which move along guides 6. The rear part of the stand rests with an oblique cut 13 against a bearing 12 fixed on a movable axis 14, rollers 7 are mounted on the axis movably on bearings 8, which move along guides 6. A rod 15 is pivotally connected to the axis 14, on which an elastic element in the form of a cylindrical spring 4 is mounted. The other end of the rod 15 rests against a stop 16. The possibility of moving the working element 3 in a horizontal plane and the rigidity of the elastic element 4 is ensured by a nut 17. The nut additionally performs the function of regulating the rigidity of the elastic element and limiting the movement of the stand of the working element.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. При работе орудия рабочие органы 3 (фиг. 3) входят в плотные слои почвы на заданную глубину „h”, в процессе срезания пласта неравномерные силы резания Р воздействуют на рабочий орган 3, закрепленный на стойке 10, имеющей две оси 9 и 14 с установленными на них на подшипниках качения 8 роликами 7, перемещая ее назад (по ходу движения почвообрабатывающего орудия) по направляющим 6. При этом шток 15, закрепленный шарнирно на оси 14, перемещаясь, вызывает деформацию упругого элемента 4, расположенного на штоке и упирающегося в упор 16, в упругой связи происходит накопление потенциальной энергии. При встрече более твердых слоев почвы рабочий орган отклоняется на оси 9 и выталкивает из углубления 11, воздействуя косым срезом 13 на подшипник 12, отклоняя ось 14 с установленными на ней на подшипниках качения 8, роликами 7 перемещая ее назад по направляющим 6, вызывая деформацию упругого элемента 4. При выходе рабочего органа 3 в менее плотную почву под действием энергии, накопленной упругим элементом 4, происходит возвращение стойки 10 в исходное положение, создавая эффект колебания рабочего органа 3. Жесткость упругого элемента 4 и величина перемещения ограничиваются гайкой 17. Далее происходит разрушение пласта почвы, а накопленная потенциальная энергия упругого элемента 4 переходит в кинетическую энергию рабочих органов и сколотой почвы, при этом сколотая почва приобретает скорость, большую скорости движения орудия, и отбрасывается вперед. В дальнейшем рабочие органы 3 внедряются в неразрушенную почву, что снижает призму волочения перед рабочим органом. Глубина обработки почвы в соответствии с агротехническими требованиями регулируется при помощи опорных колес 3. При этом с увеличением плотности почвы и скорости движения рабочего органа частота колебаний увеличивается, а амплитуда уменьшается, т.е. происходит автоматическая настройка на более оптимальный режим колебаний.The tillage implement operates as follows. When the implement operates, the working members 3 (Fig. 3) enter dense soil layers to a given depth "h", and during the process of cutting the layer, the uneven cutting forces P act on the working member 3, secured to the stand 10, which has two axles 9 and 14 with rollers 7 mounted on them on rolling bearings 8, moving it backwards (in the direction of movement of the tillage implement) along the guides 6. In this case, the rod 15, pivotally secured on the axis 14, moves, causing deformation of the elastic element 4, located on the rod and resting against the stop 16, and potential energy accumulates in the elastic connection. When meeting harder soil layers, the working element deflects on the axis 9 and pushes out of the depression 11, acting with the oblique cut 13 on the bearing 12, deflecting the axis 14 with the rolling bearings 8 mounted on it, with the rollers 7 moving it back along the guides 6, causing the deformation of the elastic element 4. When the working element 3 exits into less dense soil, under the action of the energy accumulated by the elastic element 4, the rack 10 returns to its original position, creating an oscillation effect of the working element 3. The rigidity of the elastic element 4 and the amount of movement are limited by the nut 17. Then the soil layer is destroyed, and the accumulated potential energy of the elastic element 4 is converted into the kinetic energy of the working elements and the chipped soil, while the chipped soil acquires a speed greater than the speed of movement of the tool, and is thrown forward. Subsequently, the working elements 3 penetrate into the undestroyed soil, which reduces the drag prism in front of the working element. The depth of soil cultivation in accordance with agrotechnical requirements is regulated by means of support wheels 3. At the same time, with an increase in soil density and the speed of movement of the working element, the frequency of oscillations increases and the amplitude decreases, i.e. automatic adjustment to a more optimal oscillation mode occurs.

Предложенный способ крепления рабочего органа с использованием упругого элемента в направляющих обеспечивает ровный профиль поверхности борозды, который необходимо создать при обработке почвы в соответствии с агротехническими требованиями.The proposed method of fastening the working element using an elastic element in the guides ensures a smooth profile of the furrow surface, which must be created when cultivating the soil in accordance with agrotechnical requirements.

Таким образом, заявленная конструкция почвообрабатывающего орудия с использованием упругих элементов в креплении рабочих органов обеспечивает повышение надежности, производительности, снижение тягового сопротивления и энергетических затрат, при обработке почв различного механического состава за счет увеличения функциональных возможностей чизельного глубокорыхлителя и нового выполнения его конструктивных элементов и узлов.Thus, the declared design of a soil-cultivating tool using elastic elements in the fastening of working bodies ensures increased reliability, productivity, reduced traction resistance and energy costs when cultivating soils of various mechanical compositions due to an increase in the functional capabilities of the chisel subsoiler and a new design of its structural elements and units.

Claims

A tillage implement comprising a frame with support wheels, working members for loosening a soil layer in the form of flat-cutting paws, an elastic element with a rigidity adjustment mechanism that ensures the possibility of oscillations of the working members in a longitudinal plane, characterized in that guides in the form of a channel are bolted to the frame, inside which rollers with rolling bearings are arranged with the possibility of moving in the longitudinal direction on an axis rigidly fixed to the rack of the working member, wherein the rear part of the rack has a recess equal to half the diameter of the bearing, and an oblique cut, the working area of which is located at an angle of 13 degrees to the vertical, with which it rests against a bearing mounted on a movable axis on which rollers with rolling bearings are located, a rod is pivotally attached to the axis, on which an elastic element in the form of a cylindrical compression spring is mounted, resting against a stop, a nut is installed on the rod, which performs the function of regulating the rigidity of the elastic element, a limiter for the movement of the rack of the working member.