Плуг с комбинированными рабочими органами

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Подскребко Михаил Данилович(72) Автор Подскребко Михаил Данилович(73) Патентообладатель Подскребко Михаил Данилович(57) Плуг с комбинированными рабочими органами, содержащими плужной корпус с лемешно-отвальной поверхностью и ротор, оборудованный верхними и нижними подъемными лопатками, причем нижние подъемные лопатки расположены под углом к горизонтальной плоскости, а их наружный контур выполнен по спирали Архимеда, отличающийся тем, что плужной корпус снабжен укороченной лемешно-отвальной поверхностью, ширинакоторой определена по формулек (где- коэффициент пропорциональности, величина безразмерная, зависит от типа лемешно-отвальной поверхности к - ширина захвата корпуса плуга, см), а верхние лопатки ротора выполнены плоскими с прямоугольными кромками и расположены радиально под острым углом к оси вала ротора, при этом частота вращения ротора связана со скоростью движения агрегата зависимостью 270680,4(-7) (где- обороты ротора, мин-1- скорость агрегата, км/ч) нижняя часть ротора вместе с нижними подъемными лопатками выполнены съемными.(56) 1. Веденяпин Г.В., Киртбая Ю.К., Сергеев М.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М. Колос, 1968. 2. Карпенко А.Н., Зеленов А.А. Сельскохозяйственные машины. - М. Колос, 1968. 3. Кленин Н.И., Попов И.Ф., Сакун В.А. Сельскохозяйственные машины. - М. Колос,1970. 4. А.с. СССР 245468, МПК 45 а, 17/00. Плуг с ротационным рыхлителем. 1968. 5. А.с. СССР 296487, МПК а 01 В 17/00. Плуг с ротационным рыхлителем. 1970. 6. Подскребко М.Д., Скорняков О.Ф., Константинов Н.А. Применение методов стохастической аппроксимации и случайного баланса для определения оптимальных параметров сельскохозяйственных машин и орудий // Труды Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства (ЧИМЭСХ). - Вып. 57. - Челябинск, 1972. 7. Подскребко М.Д. Теоретические основы и способ определения приведенной производительности пахотных агрегатов // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. - Мн. Беларуская навука. -1. - 2006. 8. Подскребко М.Д. Определение коэффициента полезного действия пахотных агрегатов при различных способах передачи мощности двигателя трактора к рабочей машине // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. - Мн. Беларуская навука. -1. - 2007. Предлагаемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению,в частности к орудиям для основной обработки почвы, и предназначена для вспашки под зерновые, пропашные и технические культуры. Известны лемешно-отвальные плуги, содержащие раму, к которой крепятся рабочие корпуса с лемешно-отвальной поверхностью, предплужники, полевое и бороздное колеса,механизм установки глубины пахоты 1, 2, 3. Недостатками лемешно-отвальных плугов являются большое тяговое сопротивление,низкое крошение и перемешивание почвенных слоев при обороте пласта, что требует проведения дополнительных поверхностных обработок пашни, увеличивающих затраты энергии на ее подготовку. Кроме того, лемешно-отвальные плуги потребляют всю необходимую для работы мощность через прицепное устройство трактора, который должен для реализации мощности двигателя иметь большой сцепной вес. Прототипом заявленной полезной модели является плуг с комбинированными рабочими органами, содержащими плужной корпус с лемешно-отвальной поверхностью и установленный за плужным корпусом вертикальный ротор, имеющий верхние и нижние подъемные лопатки, причем верхние лопатки выполнены в виде измельчающих ножей,расположенных радиально под острым углом к оси вала ротора, а нижние подъемные лопатки расположены под углом к горизонтальной плоскости, их наружный контур выполнен по спирали Архимеда 4, 5. Роторы приводятся во вращение гидромоторами. Недостатками этого плуга являются большая энергоемкость измельчающих ножей,обусловленная резанием пласта почвы на мелкие комочки, и большая затрата энергии на отделение пласта почвы от массива плужным корпусом. Технической задачей заявленной полезной модели является повышение производительности и качества основной обработки почвы, снижение тягового сопротивления плуга. Поставленная техническая задача решается тем, что плужной корпус снабжен укороченной лемешно-отвальной поверхностью, ширинакоторой определяется по формуле (1)(1)к,где- коэффициент пропорциональности, величина безразмерная, зависит от типа лемешно-отвальной поверхности к - ширина захвата корпуса плуга, см. 2 47262008.10.30 Верхние лопатки ротора расположены радиально под острым углом к оси вала ротора и выполнены плоскими с прямоугольными кромками, поэтому верхние лопатки не резанием, а посредством удара производят разрушение пласта почвы на мелкие комочки по линиям наименьших связей, что резко снижает затраты энергии на разрушение пласта почвы. Частота вращения ротора связана со скоростью движения агрегата зависимостью(2)270680,4( - 7),где- обороты ротора, мин-1- скорость агрегата, км/ч. Ширинаукороченной лемешно-отвальной поверхности плужного корпуса соответствует условию наименьшей затраты энергии на отделение пласта почвы заданной ширины от массива. Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен комбинированный рабочий орган, на фиг. 2 показан вид сбоку и на фиг. 3 показан вид сверху опытного образца шестикорпусного полунавесного плуга с комбинированными рабочим органами. Комбинированный рабочий орган (фиг. 1) содержит плужной корпус 1 с укороченной лемешно-отвальной поверхностью шириной , ротор 2 с нижними подъемными лопатками 3, расположенными под углом к горизонтальной плоскости, и верхними лопатками 4,выполненными плоскими с прямоугольными кромками, расположенными радиально под острым углом к оси вала ротора, стойку плужного корпуса 5. Ширина укороченной лемешно-отвальной поверхностиопределяется по формуле (1). Ротор 2 закреплен на вертикальном валу 6 и получает вращение от гидромотора 7, позволяющего бесступенчато изменять частоту вращения ротора в зависимости от скорости движения агрегата. Частота вращения ротора определяется по формуле (2). Верхние лопатки 4 целесообразно выполнять с изменением угла наклона к оси вращения, что позволит менять ударный импульс на почвенные комки. Нижняя часть ротора вместе с подъемными лопатками 3 выполнена съемной, что позволяет в процессе работы при поломке лопатки делать замену. Такая возможность будет способствовать увеличению срока службы плуга. Чтобы отрезанный пласт во время подъема полностью располагался на нижней подъемной лопатке 3, ее наружный контур выполняется по спирали Архимеда. Для обеспечения высокого качества обработки почвы и уменьшения тягового сопротивления комбинированного рабочего органа ось вала ротора 6 должна занимать оптимальное положение относительно плужного корпуса 6. Координаты положения оси ротора зависят от типа лемешно-отвальной поверхности и ширины захвата к корпуса плуга. При отклонении оси ротора от оптимального положения в сторону борозды на 5 см тяговое сопротивление ротора увеличивается в 1,5-2 раза, а в сторону поля тяговое сопротивление ротора изменяется меньше, но ухудшается качество обработки почвы. Заявленная полезная модель работает следующим образом. При движении плуга плужной корпус отрезает от массива пласт почвы, частично разделяет его укороченной лемешно-отвальной поверхностью на крупные куски и направляет их на вращающийся ротор. Ротор верхними лопатками посредством удара, а не резанием,производит разрушение пласта на мелкие комочки по линиям наименьших связей и отбрасывает верхние слои почвы на дно борозды. Нижние подъемные лопатки, расположенные под углом к горизонтальной плоскости, производят зачистку дна борозды и сообщают вертикальную скорость нижним слоям пласта почвы. Совместным действием верхних и нижних лопаток ротор производит интенсивное крошение, перемешивание и оборот пласта. Особенность технологического процесса предлагаемой полезной модели состоит в том, что ротор верхними лопатками посредством удара, а не резанием, производит разрушение пласта на мелкие комочки по линиям наименьших связей, что только операция отделения почвенного пласта от массива осуществляется за счет тягового усилия трактора, а 3 47262008.10.30 операции крошения, перемешивания и оборота пласта производятся за счет мощности двигателя, передаваемой через гидросистему отбора мощности трактора. Двухпоточная передача мощности двигателя на плуг с комбинированными рабочими органами через гидропривод и прицепное устройство трактора создает возможность уменьшения веса трактора, повышения КПД и производительности пахотного агрегата. Для вспашки сильнокаменистых почв защита комбинированных рабочих органов осуществляется аналогично защите лемешно-отвальных корпусов путем жесткого соединения роторов с грядилем или стойкой плужного корпуса. На фиг. 2 представлен вид сбоку опытного образца шестикорпусного полунавесного плуга с комбинированными рабочим органами и гидравлическим приводом роторов. Позиции 1-7 относятся к комбинированному рабочему органу и одинаковы с позициями на фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид сверху опытного образца шестикорпусного полунавесного плуга с комбинированными рабочими органами. Позиция 8 обозначает делитель потока, обеспечивающий равномерное распределение потока жидкости, поступающего от насоса к гидромоторам независимо от противодавления. Проведенные испытания опытного образца показали, что плуг с комбинированными рабочими органами имеет меньшее тяговое сопротивление, степень крошения почвы составляет 80-88 , заделка растительных остатков - 98-99 , на привод роторов передается 30-36 от мощности, затрачиваемой на выполнение технологического процесса вспашки,значительно повышается КПД и приведенная производительность пахотного агрегата 7, 8. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4