RU195730U1 - Плужный корпус - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к почвообрабатывающим орудиям.Для снижения энергоемкости обработки почвы в плужном корпусе, содержащем стойку 1, к которой крепится башмак 2, к которому крепится лемех 3, полевая доска 4 и отвал 5, состоящий из груди отвала 6, крыла отвала 7, полевого 8 и бороздового обреза 9, при этом рабочая поверхность отвала 5 выполнена таким образом, что ее ортогональные сечения поверхности отвала 5 секущими плоскостями представляют собой S-образные кривые, причем нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза 8 к бороздному 9, а каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба, рабочая поверхность отвала 5 имеет форму с сечениями, образованными секущими плоскостями, которые параллельны касательным к траектории движении пласта на груди отвала 6 в виде S-образных кривых вогнутых на груди отвала 6 и выпуклых на крыле отвала 7 с радиусами кривизны, обеспечивающими снижение деформаций изгиба пласта, и не более величины, определяемой по выражению:где R - радиус кривизны, мм;k - коэффициент пропорциональности, характеризующий параметры вспашки;а - глубина вспашки, мм;b - ширина вспашки, мм,при этом кривизна S-образных сечений выполнена переменной по высоте отвала 5, причем наименьшую кривизну будут иметь сечения нижней части отвала 5, а наибольшую - верхней части отвала 5.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к почвообрабатывающим орудиям.

Известны теоретические исследования лемешно-отвальной поверхности как развитие трехгранного клина (см. Л.В. Гячев. Теория лемешно-отвальной поверхности. Зерноград, 1961 г.). Согласно полученным результатам теоретических исследований положение лемешно-отвальной поверхности в пространстве можно охарактеризовать двумя углами (фиг. 2), а именно двугранным углом ε между касательной плоскостью и плоскостью дна борозды хоу и углом γ между следом касательной плоскости на плоскости хоу и направлением движения корпуса (осью ох). При этом перемещение почвы характеризуется двумя видами траекторий: абсолютной по отношению к неподвижной системы отсчета и относительной - вдоль самой лемешно-отвальной поверхности. Направление в пространстве касательной прямой к относительной траектории частицы пласта в текущей точке (фиг. 2) определяется двумя углами: угол α между осью oz и проекцией на плоскость yoz касательной прямой AF к относительной траектории и углом β между касательной AF и осью ох. После разгибания развертывающей поверхности корпуса плуга в плоскость относительная траектория станет плоской кривой М₁М₂, а ее касательная составит с лезвием лемеха в развертке угол η (фиг. 3). Именно под этим углом происходит движение пласта почвы вдоль лемешно-отвальной поверхности.

Известны теоретические исследования формы и параметров рыхлительных рабочих органов для снижения энергоемкости обработки почвы (см. В.И. Ветохин. Обоснование формы и параметров рыхлительных рабочих органов с целью снижения энергозатрат на обработку почвы, дис. канд. техн. наук: 05.20.01. - Москва, 1991 г. - 330 с). Согласно полученным результатам исследований, уменьшить энергоемкость обработки почвы можно путем снижения скорости и доли деформации сжатия, а также за счет использования эффекта Баушингера. При этом математическое описание формы продольного профиля рабочей поверхности рыхлителя, исходя из условия равномерного распределения давления на рабочей поверхности, задается выражением:

где у, х - соответственно ордината и абсцисса оси пласта;

q - величина равномерно распределенной силы, действующей на пласт;

l - длина пласта, на которой приложена распределенная сила;

Е - модуль упругости почвы;

J_z - момент инерции сечения пласта.

Знаменатель в представленном выражении показывает взаимосвязь формы продольного профиля рабочей поверхности рыхлителя, т.е. изменение ее кривизны, размеров пласта и физико-механических свойств конкретной почвы. Следовательно, для снижения энергоемкости обработки почвы радиус кривизны рабочей поверхности корпуса плуга должен быть не более фиксированной величины для конкретных параметров процесса вспашки. Для использования эффекта Баушингера развитие тенденции вогнутой кривизны полученного профиля рабочей поверхности переходит в выпуклую форму.

Таким образом, использование лемешно-отвальной поверхности вогнуто-выпуклой формы с фиксированной кривизной для конкретных физико-механических свойств почвы позволяет объем почвы, подвергшийся предельной деформации сжатия на вогнутом участке, деформировать с растяжением на участке с выпуклой формой, что приводит к снижению энергоемкости процесса.

Известен корпус плуга (см. А. С.SU 686647, А01В 15/08, от 25.09.79), содержащий лемех и отвал, состоящий из груди отвала и крыла, при этом рабочая поверхность отвала выполнена таким образом, что ее сечения горизонтальными секущими плоскостями представляют собой S-образные кривые, вогнутые в сторону борозды на груди отвала и выпуклые на крыле отвала.

Недостатком указанного корпуса плуга является высокая энергоемкость. Это обусловлено тем, что S-образные кривые выполнены горизонтально, т.е. происходит не совпадение вогнуто-выпуклой формы лемешно-отвальной поверхности и траектории движения пласта. В результате этого, помимо деформации сжатия и растяжения, добавляется деформация изгиба пласта, что приводит к повышению энергоемкости, поскольку сопротивление изгиба пласта значительно (6-10 раз) превосходит сопротивление ее разрыва.

Известен плужный корпус (см. А. С.SU 1722263, А01В 15/08, от 30.03.92 - прототип), содержащий стойку, башмак, лемех, полевую доску и отвал, состоящий из груди отвала и крыла, при этом рабочая поверхность отвала выполнена таким образом, что ортогональные сечения поверхности отвала секущими плоскостями представляют собой S-образные кривые, причем нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза к бороздному, а каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба.

Недостатком указанного плужного корпуса является высокая энергоемкость. Это обусловлено тем, что S-образные кривые выполнены ортогонально поверхности отвала, т.е. также происходит не совпадение вогнуто-выпуклой формы лемешно-отвальной поверхности и траектории движения пласта.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение энергоемкости.

Технический результат достигается тем, что в плужном корпусе, содержащем стойку, башмак, лемех, полевую доску и отвал, состоящий из груди отвала и крыла, при этом рабочая поверхность отвала выполнена таким образом, что ее ортогональные сечения поверхности отвала секущими плоскостями представляют собой S-образные кривые, причем нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза к бороздному, а каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба, согласно полезной модели, рабочая поверхность отвала имеет форму с сечениями образованными секущими плоскостями, которые параллельны касательным к траектории движении пласта на груди отвала в виде S-образных кривых вогнутых на груди отвала и выпуклых на крыле отвала с радиусами кривизны, обеспечивающими снижение деформаций изгиба пласта и не более величины, определяемой по выражению:

где R - радиус кривизны, мм;

k - коэффициент пропорциональности, характеризующий параметры вспашки;

а - глубина вспашки, мм;

b - ширина вспашки, мм,

при этом кривизна S-образных сечений выполнена переменной по высоте отвала, причем наименьшую кривизну будут иметь сечения нижней части отвала, а наибольшую - верхней части отвала.

Новизна заявленного технического результата обусловлена тем, что ориентация S-образных кривых секущих плоскостей параллельно касательным к траектории движении пласта позволит значительно уменьшить деформации изгиба пласта и повысить эффект Баушингера при его перемещении вдоль своей относительной траектории, а, следовательно, уменьшить энергоемкость обработки почвы.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид плужного корпуса, на фиг. 2 - схема для определения углов взаимодействия пласта почвы с лемешно-отвальной поверхностью, на фиг. 3 - схема расположения угла η в развертке между касательной к относительной траектории движении пласта и лезвием лемеха, на фиг. 4 - сечение А-А, на фиг. 5 - сечение Б-Б, на фиг. 6 - сечение В-В, на фиг. 7 - сечение Г-Г.

Плужный корпус (фиг. 1) содержит стойку 1, к которой крепится башмак 2. На башмак 2 крепится лемех 3, полевая доска 4 и отвал 5, который состоит из груди отвала 6, крыла отвала 7, полевого 8 и бороздового обреза 9. Сечения рабочей поверхность отвала 5 ортогональными секущими плоскостями представляют собой S-образные кривые, при этом нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза 8 к бороздному 9, а каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба (фиг. 6 и фиг. 7). Сечения рабочей поверхности отвала 5 секущими плоскостями параллельными касательным к траектории движении пласта на груди отвала 6 представляют собой S-образные кривые, вогнутые на груди отвала 6 и выпуклые на крыле отвала 7 с радиусами кривизны, обеспечивающими снижение деформаций изгиба пласта и не более величины, определяемой по выражению:

где R - радиус кривизны, мм;

k - коэффициент пропорциональности, характеризующий параметры вспашки;

а - глубина вспашки, мм;

b - ширина вспашки, мм,

при этом кривизна S-образных сечений выполнена переменной по высоте отвала 5, причем наименьшую кривизну будут иметь сечения нижней части отвала 5 (фиг. 4), а наибольшую - верхняя часть отвала 5 (фиг. 5).

Плужный корпус работает следующим образом.

При движении плужного корпуса, лемех 3 подрезает пласт почвы в горизонтальной плоскости, а полевой обрез 8 груди отвала 6 отрезает пласт в вертикальной плоскости и подают его на отвал 5. Движение пласта почвы по отвалу 5 происходит вдоль своей относительной траектории, которая после разгибания развертывающей поверхности корпуса плуга в плоскость представляет собой плоскую кривую М₁М₂, а ее касательная составляет с лезвием лемеха в развертке угол η (фиг. 3). За счет того, что ортогональные сечения рабочей поверхности отвала 5 представляют собой S-образные кривые, причем нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза 8 к бороздному 9 и каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба, а сечения плоскостями параллельными касательным к траектории движении пласта на груди отвала представляют собой S-образные кривые, вогнутые в сторону борозды на груди отвала 6 и выпуклые на крыле отвала 7 с радиусами кривизны, обеспечивающими снижение деформаций изгиба пласта и не более величины, определяемой по выражению:

где R - радиус кривизны, мм;

k - коэффициент пропорциональности, характеризующий параметры вспашки;

а - глубина вспашки, мм;

b - ширина вспашки, мм,

а их кривизна выполнена переменной по высоте отвала 5, причем наименьшую кривизну будут иметь сечения внизу отвала 5, а наибольшую вверху отвала 5, то угол между образующими и стенкой борозды постоянно уменьшается, а при перемещении почвы по рабочей поверхности отвала 5, объем почвы подвергшийся предельной деформации сжатия на вогнутом участке, подвергается деформациям с растяжением на участке с выпуклой формой, а также позволяет значительно уменьшить деформации изгиба пласта, что тем самым снижает сопротивление почвы при ее движении вверх по ней, что и приведет к снижению энергоемкости. Затем пласт почвы оборачивается и укладывается на дно борозды крылом отвала 7. Полевая доска 4, прикрепленная к стойке 1 через башмак 2, за счет сил давления пласта на лемех 1 и отвал 5, упирается в стенку борозды, что позволяет сохранить прямолинейное устойчивое движение корпуса.

Таким образом, предложенный плужный корпус обеспечивает достижение технического результата.

Полезная модель промышленно применима и может быть реализована в условиях завода или другого промышленного предприятия.

Claims (7)

1. Плужный корпус, содержащий стойку, башмак, лемех, полевую доску и отвал, состоящий из груди отвала и крыла, рабочей поверхности отвала с ортогональными сечениями секущими плоскостями, представляющими собой S-образные кривые сечения, при этом нижняя часть выполнена вогнутой, а верхняя - выпуклой, кривизна кривых которой по ортогональным сечениям увеличивается в направлении от полевого обреза к бороздному, а каждая кривая данного сечения переменна с уменьшением ее кривизны в направлении точки перегиба, отличающийся тем, что рабочая поверхность отвала имеет форму с сечениями, образованными секущими плоскостями, которые параллельны касательным к траектории движении пласта на груди отвала в виде S-образных кривых, вогнутых на груди отвала и выпуклых на крыле отвала, с радиусами кривизны, обеспечивающими снижение деформаций изгиба пласта, и не более величины, определяемой по выражению:
2. 
3. где R - радиус кривизны, мм;
4. k - коэффициент пропорциональности, характеризующий параметры вспашки;
5. а - глубина вспашки, мм;
6. b - ширина вспашки, мм,
7. при этом кривизна S-образных сечений выполнена переменной по высоте отвала, причем наименьшую кривизну будут иметь сечения нижней части отвала, а наибольшую - верхней части отвала.

Images