RU171850U1 - High-speed cultivator - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для предпосевной и паровой обработки почвы.Технический результат: повышение производительности, снижение затрат энергии, обеспечение выровненной поверхности почвы со стабильной глубиной рыхления верхнего слоя.Сущность полезной модели: лемех рабочего органа выполнен в виде плоского равнобедренного ножа, вдоль задней стороны которого расположена почвообрабатывающая спираль, при этом грядиль представляет собой плоскую листовую пружину, концевая часть которой установлена шарнирно с возможностью поворота вниз на 30°.На концевой части грядиля выполнены последовательно две прорези под стойку рабочего органа. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.The utility model relates to agricultural engineering and can be used for pre-sowing and steam tillage. Technical result: increased productivity, reduced energy costs, ensuring a smooth soil surface with a stable depth of loosening of the upper layer. The essence of the utility model: the share of the working body is made in the form of a flat isosceles knife, along the rear side of which there is a cultivating spiral, while the ridges is a flat leaf spring, the end The second part which is hinged pivotably downwards by 30 ° .On end portion gryadilya performed successively two slits under the rack of the working body. 1 s.p. f-ly, 6 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для предпосевной и паровой обработки почвы.The utility model relates to agricultural engineering and can be used for pre-sowing and steam tillage.

Уровень техникиState of the art

Известен культиватор типа КПС - 4, включающий брус, на котором размещены секции с грядилями, с установленными на них рабочими органами в виде стойки с лемехом (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины - М.: Колос, 2006, с 73-75).Known cultivator type KPS - 4, including a beam, on which sections with ridges are placed, with working bodies mounted on them in the form of a stand with a ploughshare (Khalansky V.M., Gorbachev I.V. Agricultural machines - M .: Kolos, 2006, p. 73-75).

Глубина обработки поддерживается копирующими колесами. Однако, в виду того, что они располагаются на расстоянии от стрельчатых лап, добиться высокой стабильности их хода невозможно. Наличие угла крошения и стоек, разрезающих верхний слой почвы, приводят к раздвиганию, выносу влажной почвы за стойками, образованию бороздок. Глубина и ширина их увеличивается с ростом скорости рабочего движения культиватора. Создается нетехнологичный фон для посева.Depth of processing is supported by copy wheels. However, in view of the fact that they are located at a distance from the lancet paws, it is impossible to achieve high stability of their course. The presence of a crumbling angle and racks cutting the topsoil lead to spreading, removal of moist soil behind the racks, and the formation of grooves. Their depth and width increases with increasing speed of the working movement of the cultivator. It creates a low-tech background for sowing.

Известна машина с комбинированными почвообрабатывающими органами, включающие секции с закрепленными на них на стойках плоских ножей, которые размещены под катками (RU 2514994, Руденко Н.Е., Падальцин К.Д. / Комбинированный почвообрабатывающий рабочий орган, опубл. 10.05.2014, Бюл. №13)A well-known machine with combined tillage organs, including sections with flat knives fixed on them on racks, which are placed under the rollers (RU 2514994, Rudenko N.E., Padaltsin K.D. / Combined tillage working body, published on 05/10/2014, Bull No. 13)

Недостатком является то, что после прохода такого рабочего органа влажная почва выносится на дневную поверхность, обнажается дно бороздки за стойкой ножа, что приводит к дополнительным затратам энергии и росту испаренной почвенной влаги.The disadvantage is that after the passage of such a working body, moist soil is brought to the day surface, the bottom of the groove behind the knife stand is exposed, which leads to additional energy costs and the growth of evaporated soil moisture.

Наиболее близким по технической сущности является почвообрабатывающее орудие, содержащее брус с грядилями, к которым крепятся стойки плоских ножей с размещенными за ними прутковым катком (Патент RU 2205527 Мазитов Н.К., Гиреев Р.Г. и др. / Почвообрабатывающее орудие, опубликовано 10.06.2003).The closest in technical essence is a tillage tool containing a bar with ridges, to which racks of flat knives are mounted with a rod roller placed behind them (Patent RU 2205527 Mazitov N.K., Gireyev R.G. et al. / Tillage implement, published 10.06 .2003).

К недостаткам следует отнести:The disadvantages include:

- копирующие катки перемещаются по обработанной лапами почве, что приводит к нарушению стабильности глубины обработки;- copying rollers move along the soil treated with paws, which leads to a violation of the stability of the depth of processing;

- лапы и катки взаимодействуют с почвой, что увеличивает энергозатраты;- paws and rollers interact with the soil, which increases energy costs;

- стойки лап при росте скорости рабочего движения увеличивают отбрасывание почвы, образование бороздок.- racks of paws with an increase in the speed of the working movement increase the rejection of the soil, the formation of grooves.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению производительности, снижению затрат энергии, обеспечению выровненной поверхности почвы со стабильной глубиной рыхления верхнего слоя.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to increase productivity, reduce energy costs, ensure a level soil surface with a stable depth of loosening of the upper layer.

Технический результат достигается тем, что лемех выполнен в виде плоского равнобедренного ножа, вдоль задней стороны которого расположена почвообрабатывающая спираль, при этом грядиль представляет собой плоскую листовую пружину, концевая часть которой установлена шарнирно, с возможностью поворота вниз на 30°.The technical result is achieved by the fact that the ploughshare is made in the form of a flat isosceles knife, along the rear side of which there is a tillage spiral, while the ridges are a flat leaf spring, the end part of which is mounted pivotally, with the possibility of rotation downward by 30 °.

На концевой части грядиля выполнены последовательно два прямоугольных паза под стойку рабочего органа.On the end part of the ridge, two rectangular grooves are made in series for the rack of the working body.

Краткое описание чертежей и иных материаловBrief description of drawings and other materials

На фиг. 1 - Дана схема культиватора энергосберегающего скоростного, вид сверху;In FIG. 1 - Given a diagram of an energy-saving high-speed cultivator, a top view;

На фиг. 2 - Дана схема рабочего органа;In FIG. 2 - The scheme of the working body;

На фиг. 3-Тоже, вид сверху;In FIG. 3-Also, a top view;

На фиг. 4 - Тоже, вид сбоку;In FIG. 4 - Also, side view;

На фиг. 5 - Тоже, схема закрепления почвообрабатывающей спирали к лемеху, вид сбоку;In FIG. 5 - Also, a diagram of the fixing of the tillage spiral to the share, side view;

На фиг. 6 - Тоже, схема грядиля при поднятом культиваторе, вид сбоку;In FIG. 6 - Also, the scheme of the ridge when the cultivator is raised, side view;

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Культиватор энергосберегающий скоростной включает брус 1 (фиг. 1) с грядилями 2, на которых установлены рабочие органы 3. К брусу 1 грядили 2 крепят с помощью скоб 4. На культиваторе энергосберегающем скоростном шириной захвата 4 м размещают 12 грядилей 2. Концевая часть 5 грядиля 2 установлена шарнирно с возможностью поворота вниз на 30°. На концевой части 5 сделаны последовательно два прямоугольных отверстия (на фиг не обозначены) для размещения в них стоек 6 рабочего органа 3 культиватора.The energy-saving high-speed cultivator includes a beam 1 (Fig. 1) with ridges 2 on which the working bodies are mounted 3. A beam 4 is attached to the beam 1 with brackets 4. 12 ridges are placed on the cultivator with an energy-saving high-speed capture width of 4 m 2. End 5 of the bed 2 mounted pivotally with the possibility of turning down 30 °. At the end part 5, two rectangular openings (not shown in FIG.) Are made in series to accommodate the racks 6 of the working body 3 of the cultivator in them.

Рабочий орган 3 включает стойку 6, лемех 7, наральник 8 и почвообрабатывающую спираль 9.The working body 3 includes a rack 6, a ploughshare 7, a bed 8 and a tillage spiral 9.

Лемех 7 представляет собой плоский равнобедренный нож с углом крошения равным 0°. Лемех 7 выполнен в виде равнобедренного треугольника.The ploughshare 7 is a flat isosceles knife with a cutting angle of 0 °. The ploughshare 7 is made in the form of an isosceles triangle.

Угол 2γ определяет как ширину захвата лемеха, так и его длину. Для снижения смещения и более эффективного подрезания почвы и сорняков угол γ надо уменьшить. Однако при заданной ширине захвата «В», уменьшение γ приводит к увеличению длины лемеха:The angle 2γ determines both the width of the ploughshare and its length. To reduce bias and more efficient cutting of soil and weeds, the angle γ must be reduced. However, for a given working width "B", a decrease in γ leads to an increase in the share length:

Увеличение l_Л может приводить к налипанию почвы на лемех 7, к смазыванию дна бороздки.The increase in l _L can lead to the sticking of the soil on the ploughshare 7, to the lubrication of the bottom of the groove.

Поэтому угол γ, установленный опытным путем равен 30°.Therefore, the angle γ established experimentally is 30 °.

Ширину захвата лемеха 7 определяют по следующей формуле:The width of the capture share 7 is determined by the following formula:

где В - ширина захвата культиватора, м;where In - the width of the cultivator, m;

n_r - число грядилей на культиваторе, шт;n _r is the number of ridges on the cultivator, pcs;

δ - перекрытие между лемехами, м.δ - overlap between shares, m

При В=4 м; n_r=12; δ=0,03 м:When B = 4 m; n _r = 12; δ = 0.03 m:

Толщина лемеха 11-5 мм, материал - ст. 65Г.The ploughshare thickness is 11-5 mm, the material is st. 65g.

Почвообрабатывающая спираль 9 выполнена в виде пружины сжатия. Ее устанавливают сзади лемеха 7 (фиг. 2).Tillage spiral 9 is made in the form of a compression spring. It is installed behind the ploughshare 7 (Fig. 2).

В виду того, что обработка почвы предусматривается на глубину 0,04…0,05 м принимают наружный диаметр почвообрабатывающей спирали D=50 мм. Диаметр проволоки d=3…4 мм. Материал проволоки - сталь 60С2А (модуль упругости Е=212000 МПа).In view of the fact that soil cultivation is envisaged to a depth of 0.04 ... 0.05 m, the outer diameter of the tillage spiral is D = 50 mm. The diameter of the wire is d = 3 ... 4 mm. Wire material - steel 60С2А (elastic modulus E = 212000 MPa).

Шаг почвообрабатывающей спирали: t=πD⋅tgβ,Tillage pitch: t = πD⋅tgβ,

где β - угол наклона винтовой линии почвообрабатывающей пружины, град.where β is the angle of inclination of the helix of the tillage spring, deg.

Для того, чтобы почва крошилась и не происходило забивания почвообрабатывающей спирали принимаем: t=D.In order for the soil to crumble and not to clog the tillage spiral, we take: t = D.

Тогда:

;

; β=17°.Then:

;

; β = 17 °.

Витки почвообрабатывающей спирали 9 пропускают сквозь отверстия, просверленные в лемехе 7 (фиг. 5)The turns of the tillage spiral 9 are passed through the holes drilled in the ploughshare 7 (Fig. 5)

Показатель стабильности глубины обработки можно выразить следующей зависимостью:

The index of stability of the depth of processing can be expressed by the following dependence:

где l - расстояние от копирующего элемента до рабочего органа, м;where l is the distance from the copying element to the working body, m;

h - глубина обработки почвы, м.h - depth of tillage, m

Чем меньше расстояние l и больше h, тем выше показатель стабильности. Максимальное значение П_с будет когда рабочие и копирующие функции выполняются совместно, то есть l=0.The smaller the distance l and the greater h, the higher the stability index. The maximum value of P _s will be when the working and copying functions are performed together, that is, l = 0.

Лемех 7 копирует, а спираль 9 воздействует на почву, находясь в одной вертикальной плоскости с лемехом, что обеспечивает единую траекторию движения, одинаковое копирование поверхности, что сохраняет стабильность глубины обработки.The ploughshare 7 copies, and the spiral 9 acts on the soil, being in the same vertical plane with the ploughshare, which provides a single path of movement, the same copying of the surface, which preserves the stability of the depth of processing.

Почвообрабатывающая спираль 9 выполнена в виде пружины сжатия. Ее навивают на заднюю часть лемеха.Tillage spiral 9 is made in the form of a compression spring. She is wound on the back of the share.

В виду того, что обработка почвы предусматривается на глубину 0,04…0,05 м принимают наружный диаметр почвообрабатывающей спирали. D=50 мм. Диаметр проволоки d=3…4 мм. Материал проволоки - сталь 60С2А Шаг спирали:

In view of the fact that tillage is provided to a depth of 0.04 ... 0.05 m, the outer diameter of the tillage spiral is assumed. D = 50 mm. The diameter of the wire is d = 3 ... 4 mm. Wire material - steel 60С2А Spiral pitch:

где β - угол наклона винтовой линии почвообрабатывающей спирали, град.where β is the angle of inclination of the helix of the tillage spiral, deg.

Для того, чтобы почва крошилась и не происходило забивания почвообрабатывающей спирали принимаем: t=D.In order for the soil to crumble and not to clog the tillage spiral, we take: t = D.

Тогда:

; β=17°.Then:

; β = 17 °.

Усилие необходимое для заглубления почвообрабатывающей спирали:The force required to deepen the tillage spiral:

,

,

где V - скорость рабочего движения культиватора, км/ч;where V is the speed of the working movement of the cultivator, km / h;

V₀=6 км/ч - начальная скорость;V ₀ = 6 km / h - initial speed;

ε=0,02…0,03 - скоростной коэффициент, (км/ч)^-1 ε = 0.02 ... 0.03 - speed coefficient, (km / h) ^-1

k - удельное сопротивление почвы, Н/м².k - soil resistivity, N / m ² .

Подставив в формулу известные значения, определяют усилие F_Г при работе культиватора со скоростью 16 км/ч: F_Г=209 Η.Substituting the known values into the formula, the force F _G is determined when the cultivator is operating at a speed of 16 km / h: F _G = 209 Η.

Исходя из конструктивных соображений, принимаем сечение грядиля 2: b_r=80 мм, t_r=8 мм.Based on design considerations, we take the section of the ridge 2: b _r = 80 mm, t _r = 8 mm.

Тогда длина грядиля:

,Then the length of the ridge:

,

где Е=2,12⋅10¹¹ Па - модуль упругости.where E = 2,12⋅10 ¹¹ Pa - elastic modulus.

При известных значениях: l_г=0,8 м.With known values: l _g = 0.8 m

Концевая часть 5 грядиля 2 установлена шарнирно. На ней расположены два прямоугольных отверстия, в которые вставляют стойки 6 лап. Концевая часть 5, грядиля 2 вверх не перемещается, а вниз поворачивается на угол 30°.The end portion 5 of the ridge 2 is pivotally mounted. There are two rectangular openings on it, into which stands of 6 paws are inserted. The end part 5, the ridge 2 does not move up, but turns down at an angle of 30 °.

Этот угол должен быть больше угла трения почвы по стальной поверхности, который составляет 25…27°.This angle should be greater than the angle of friction of the soil on the steel surface, which is 25 ... 27 °.

Известно, что производительность культиватора:It is known that the performance of the cultivator:

W=0,36V⋅В,W = 0.36V⋅V,

где V - скорость рабочего движения, м/с;where V is the speed of the working movement, m / s;

В - ширина захвата культиватора, м.In - the width of the cultivator, m

Производительность мобильного агрегата повышают, увеличивая или скорость или ширину захвата.The productivity of the mobile unit is increased by increasing either the speed or the width of the grip.

Однако увеличение ширины захвата снижает эксплуатационную надежность, а значит, и сменную производительность, уменьшает маневренность. Усложняется конструкция, так как необходимо выдерживать транспортную ширину захвата, увеличивается материалоемкость вспомогательных частей по сравнению с рабочей частью машины.However, increasing the width of the grip reduces operational reliability, and therefore, interchangeable productivity, reduces maneuverability. The design is complicated, since it is necessary to withstand the transport width of the grip, the material consumption of the auxiliary parts is increased compared to the working part of the machine.

С увеличением скорости растет устойчивость хода машины, увеличивается импульс сил в направлении движения, что приводит к улучшению качественных показателей.With increasing speed, the stability of the machine’s progress increases, the momentum of forces in the direction of movement increases, which leads to an improvement in quality indicators.

Поэтому эффективней увеличивать скорость рабочего движения до 4…5 м/с при меньшей ширине захвата, сохраняя высокую производительность. В связи с этим оптимальной можно считать ширину захвата энергосберегающего скоростного культиватора В=4 м.Therefore, it is more efficient to increase the speed of the working movement to 4 ... 5 m / s with a smaller working width, while maintaining high productivity. In this regard, the optimal width can be considered the width of the energy-saving high-speed cultivator B = 4 m.

При поднятии культиватора на поворотной полосе концевые части грядилей, установленные шарнирно, поворачиваются на 30° вниз.When the cultivator is raised on the headland, the end parts of the ridges mounted pivotally rotate 30 ° downward.

С наклоненных лемехов 7 сходят остатки сорняков и попавшая на них почва. Происходит самоочистка. При заезде на участок культиватор опускают на ходу, спираль 9 заглубляется и грядиль 2 под действием реакции почвы устанавливается в горизонтальном положении. Грядиль 2 в виде пластинчатой пружины обеспечивает перемещение лемеха 7 по поверхности почвы, а спирали 9 в почве, осуществляют рыхление, создание мелкокомковатой структуры верхнего слоя. При этом витки спирали 9 обеспечивают воздействие на комочки почвы путем растяжения, что существенно снижает затраты энергии.From the inclined plowshares 7 go the remains of weeds and the soil that has fallen on them. Self-cleaning occurs. When entering the plot, the cultivator is lowered on the move, the spiral 9 is deepened and the ridges 2 are set in a horizontal position under the influence of the soil reaction. A bed 2 in the form of a leaf spring provides for the movement of the ploughshare 7 along the surface of the soil, and spirals 9 in the soil carry out loosening, creating a fuzzy structure of the upper layer. At the same time, the turns of the spiral 9 provide an effect on the lumps of soil by stretching, which significantly reduces energy costs.

При работе культиватора энергосберегающего скоростного происходит выравнивание поверхности, почвообрабатывающая спираль 9 осуществляет рыхление верхнего слоя почвы.When the cultivator energy-saving high-speed occurs leveling of the surface, the tillage spiral 9 loosens the upper soil layer.

По сравнению с аналогичными культиваторами предлагаемый культиватор имеет следующие преимушества.Compared with similar cultivators, the proposed cultivator has the following advantages.

Так как стойка не идет в почве культиватор с рабочими органами может работать на скоростях 4…5 м/с. Это обеспечивает повышение производительности. В виду того, что с почвой взаимодействует только почвообрабатывающая спираль 9 и отсутствует отбрасывание ее существенно снижаются затраты энергии на выполнение технологического процесса. Затраты энергии также снижаются в виду воздействия спирали на почвенные отдельности путем растяжения, а не сжатия. По теории прочности Мора затраты энергии при сжатии в 6…7 раз выше при растяжении.Since the stand does not go in the soil, the cultivator with working bodies can work at speeds of 4 ... 5 m / s. This provides increased productivity. In view of the fact that only the soil-cultivating spiral 9 interacts with the soil and there is no rejection of it, the energy costs for performing the process are significantly reduced. Energy costs are also reduced due to the effect of the spiral on the soil by stretching rather than compression. According to Moore’s theory of strength, the energy consumption in compression is 6 ... 7 times higher in tension.

Claims (2)

1. Культиватор скоростной, содержащий брус, секции с грядилями, на которых размещены рабочие органы в виде стойки с лемехом, отличающийся тем, что лемех выполнен в виде плоского равнобедренного ножа, вдоль задней стороны которого расположена почвообрабатывающая спираль, при этом грядиль представляет собой плоскую листовую пружину, концевая часть которой установлена шарнирно, с возможностью поворота вниз на 30°.1. High-speed cultivator containing a beam, sections with ridges, on which the working bodies are placed in the form of a stand with a share, characterized in that the share is made in the form of a flat isosceles knife, along the rear side of which there is a tillage spiral, while the ridges are a flat sheet spring, the end part of which is pivotally mounted, with the possibility of rotation downward by 30 °. 2. Культиватор скоростной по 1, отличающийся тем, что на концевой части грядиля выполнены последовательно два прямоугольных паза под стойку рабочего органа.2. High-speed cultivator according to 1, characterized in that on the end part of the ridge two consecutive rectangular grooves are made under the rack of the working body.

Images