RU2280969C1

RU2280969C1 - Disk hoe

Info

Publication number: RU2280969C1
Application number: RU2005106620/12A
Authority: RU
Inventors: Алексей Феодосьевич Жук (RU); Алексей Феодосьевич Жук
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-08-10
Also published as: RU2005106620A

Abstract

FIELD: agricultural engineering; soil-tilling implements.

SUBSTANCE: proposed hoe is made in form of spherical disk installed with convex upwards and secured on bracket arranged in center of disk. Disk is provided with toothed contour. Length of tooth is 0.1-0.3 of disk radius, and ratio of width of tooth space measured along chord of arc passing through middle part of tooth along its length to width of tooth is 0.8-1.6. Ring of toothed part and part of disk adjoining toothed part is made conical. Diameter of disk over ends of teeth is less than radius of disk sphere. Teeth are made asymmetrical, with short side ribs arranged radially and long ribs arranged tangentially.

EFFECT: reduced draft resistance, provision of self-cleaning of hoe from plant residues.

3 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим устройствам.The present invention relates to agricultural machinery, in particular to tillage devices.

Известно, что снабженный зубьями нож для подрезания почвенного пласта, склонного к скалыванию, имеет тяговое сопротивление до 40 % ниже, чем аналогичный нож без зубьев /1/. Многочисленные попытки снабдить почвообрабатывающий нож (лемех, лапу) зубьями в практике не прижились из-за обволакивания лезвия растительными остатками и забивания ими промежутков между зубьями. Поэтому до сих пор зубчатый нож в верхнем слое почвы неработоспособен.It is known that a knife equipped with teeth for cutting a soil formation prone to chipping has a pulling resistance of up to 40% lower than a similar knife without teeth / 1 /. Numerous attempts to equip the tillage knife (ploughshare, paw) with teeth did not take root in practice due to enveloping the blade with plant residues and clogging of the spaces between the teeth with them. Therefore, until now, the serrated knife in the upper soil layer is inoperative.

Известны дисковые лапы, выполненные в виде сферического диска, установленного выпуклостью вверх и закрепленного на стойке, расположенной по центру диска со сплошной режущей кромкой /1, 2/. При повороте диска лезвие освобождается от попавших на него растительных остатков. Недостатком таких дисковых лап является то, что они имеют высокое тяговое сопротивление и могут постоянно вращаться только в сторону, предопределяемую дополнительными рабочими органами (вращающийся ротор фрезы или дисковая батарея).Known disk legs, made in the form of a spherical disk mounted convex up and mounted on a rack located in the center of the disk with a solid cutting edge / 1, 2 /. When the disk is rotated, the blade is freed from plant debris that has fallen on it. The disadvantage of such disk paws is that they have high traction resistance and can constantly rotate only in the direction determined by the additional working bodies (rotary cutter rotor or disk battery).

Известна дисковая лапа, выполненная в виде сферического диска, установленного выпуклостью вверх и закрепленного на стойке /3 - прототип/. При работе лапа совершает случайные повороты, обусловленные неравномерностью сопротивления пласта, подрезаемого ее левым и правым крылом (отклонением точки приложения равнодействующей сил сопротивления от продольно-вертикальной оси симметрии диска). Такие лапы не могут устойчиво вращаться в заданную сторону и быстро освобождаться от растительных остатков, нависающих на переднем сегменте лезвия. Но, главное, они имеют такое же высокое тяговое сопротивление, как и обычные стрельчатые или плоскорезные лапы.Known disk paw made in the form of a spherical disk mounted convex up and mounted on a rack / 3 - prototype /. During operation, the paw makes random turns due to the unevenness of the formation resistance, cut by its left and right wings (deviation of the point of application of the resultant resistance forces from the longitudinally vertical axis of symmetry of the disk). Such paws cannot stably rotate in a given direction and quickly release from plant debris hanging over the front segment of the blade. But, most importantly, they have the same high traction resistance as conventional lancet or flat-cut legs.

Задачей данного изобретения является снижение тягового сопротивления дисковой лапы и ее самоочистка от растительных остатков.The objective of the invention is to reduce the traction resistance of the disk paws and its self-cleaning of plant debris.

Поставленная задача достигается тем, что лапа в виде сферического диска, установленного выпуклостью вверх и закрепленного на стойке, расположенной по центру диска, согласно изобретению выполнена с зубчатой кромкой диска, при этом длина зубьев составляет 0,1...0,3 радиуса диска, а отношение измеренных по хорде дуги, проходящей через среднюю по длине часть зуба, ширины впадины между зубьями и зуба, составляет 0,8...1,6. Кроме того, диаметр диска по торцам зубьев меньше радиуса сферы диска, и зубья выполнены несимметричными с короткими боковыми ребрами, расположенными радиально, и длинными, расположенными тангенциально.The problem is achieved in that the paw in the form of a spherical disk, mounted convex up and mounted on a rack located in the center of the disk, according to the invention is made with a serrated edge of the disk, while the length of the teeth is 0.1 ... 0.3 of the radius of the disk, and the ratio of the measured along the chord of the arc passing through the middle part of the tooth, the width of the cavity between the teeth and the tooth, is 0.8 ... 1.6. In addition, the diameter of the disk at the ends of the teeth is smaller than the radius of the sphere of the disk, and the teeth are asymmetrical with short lateral ribs located radially and long tangentially located.

Сравнение известной дисковой лапы с прототипом свидетельствует, что новым в предложенной лапе является выполнение контура ее диска зубчатым с длиной зубьев равной 0,1...0,3 радиуса диска, отношение измеренных по хорде дуги, проходящей через среднюю по длине часть зуба, ширины впадины между зубьями и зуба равное 0,8...1,6, выполнение диаметра диска по торцам зубьев меньшим радиуса сферы диска, а зубьев - несимметричными с короткими боковыми ребрами, расположенными радиально, и длинными, расположенными тангенциально.Comparison of the known disk paw with the prototype indicates that the new in the proposed paw is the execution of the contour of its disk toothed with a tooth length equal to 0.1 ... 0.3 of the radius of the disk, the ratio of the measured along the chord of the arc passing through the middle length of the tooth width the hollow between the teeth and the tooth is equal to 0.8 ... 1.6, the diameter of the disk at the ends of the teeth is smaller than the radius of the sphere of the disk, and the teeth are asymmetrical with short lateral ribs located radially and long tangentially located.

Выполнение контура дисковой лапы зубчатым позволило впервые создать самоочищающуюся зубчатую лапу со сниженным тяговым сопротивлением и улучшить ее самоочистку от растительных остатков за счет несимметричных зубьев, обеспечивающих устойчивое вращение лапы при ее движении в почве.Performing the contour of the disk paw with gears allowed for the first time to create a self-cleaning tooth paw with reduced traction resistance and to improve its self-cleaning of plant residues due to asymmetric teeth, providing stable rotation of the paw when it moves in the soil.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна".Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Дисковая лапа соответствует критерию "изобретательский уровень", так как предложенное решение задачи снижения тягового сопротивления лапы при ее устойчивой работе является неочевидным и в технике не применялось.The disk paw meets the criterion of "inventive step", since the proposed solution to the problem of reducing the tractive resistance of the paw during its stable operation is not obvious and has not been applied in the technique.

Предложенная дисковая лапа найдет применение в почвообрабатывающих орудиях, в том числе комбинированных, предназначенных преимущественно для обработки уплотненных почв, склонных к скалыванию, где наиболее выражен эффект снижения тягового сопротивления. Таким образом, изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".The proposed disk paw will find application in tillage tools, including combined ones, intended primarily for processing compacted soils prone to chipping, where the effect of reducing traction resistance is most pronounced. Thus, the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Дисковая лапа показана на рис.1 - вид спереди, разрез, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - вид спереди варианта лапы с конической поверхностью кольца с зубьями и прилегающего к нему (задний зубчатый контур не показан).The disk paw is shown in Fig. 1 is a front view, a section, in Fig. 2 is a top view, in Fig. 3 is a front view of a variant of a paw with a conical ring of teeth with and adjacent to it (the rear gear contour is not shown).

Дисковая лапа содержит сферический зубчатый диск 1, закрепленную по его центру стойку 2, пружинную шайбу 3 и гайку 4. Диск 1 содержит несимметричные зубья 5, у которых участок короткого ребра 6 размещен радиально, а длинного 7 - тангенциально. Диск 1 содержит 8...12 зубьев 5, разделенных впадинами между ними. Предпочтительный диаметр зубчатого диска d=300...400 мм, допустимый - 250...450 мм. Увеличение диаметра диска 1 сопряжено с необходимостью увеличивать диаметр стойки 2 и нерационально тратить энергию на подъем и транспортирование почвы по сфере большой площади. При малом диаметре диска 1 усложняется конструкция орудия из-за большого количества узлов крепления стоек 2.The disk leg contains a spherical gear disk 1, a rack 2 fixed in its center, a spring washer 3 and a nut 4. The disk 1 contains asymmetrical teeth 5, in which a portion of the short rib 6 is radially arranged, and the long 7 is tangential. Disk 1 contains 8 ... 12 teeth 5, separated by depressions between them. The preferred diameter of the gear disc is d = 300 ... 400 mm, the permissible is 250 ... 450 mm. The increase in the diameter of the disk 1 is associated with the need to increase the diameter of the rack 2 and waste of energy on lifting and transporting the soil over a large area. With a small diameter of the disk 1, the design of the gun is complicated due to the large number of attachment points of the struts 2.

Длина h зуба 5 составляет 0,1...0,3 радиуса r диска и в 1,5...4 раза меньше максимальной ширины S впадин между зубьями. Длина зуба, меньшая 0,1r, после некоторого износа зуба окажется недостаточной для реализации эффекта скалывания почвы перед лапой, при этом нельзя будет получить ожидаемый эффект по снижению энергозатрат даже на диске большого диаметра (450 мм). Для дисков малого диаметра (250 мм) предпочтительнее длина зуба (0,25...0,3)r. При большем увеличении длины зуба 5 затруднительно размещать под лапой устройства для ее крепления. При большом количестве зубьев их относительная длина меньше. В любом случае длина зубьев должна составлять 3...6 см.The length h of tooth 5 is 0.1 ... 0.3 of the radius r of the disk and 1.5 ... 4 times less than the maximum width S of the depressions between the teeth. A tooth length shorter than 0.1 r, after some wear of the tooth, will not be sufficient to realize the effect of chipping the soil in front of the paw, and it will not be possible to obtain the expected effect of reducing energy consumption even on a large-diameter disk (450 mm). For small diameter discs (250 mm), the tooth length (0.25 ... 0.3) r is preferable. With a larger increase in the length of the tooth 5, it is difficult to place a device under its paw for its fastening. With a large number of teeth, their relative length is less. In any case, the length of the teeth should be 3 ... 6 cm.

Отношение измеренных по хорде дуги радиуса r_с, проходящей через среднюю по длине часть зуба 5, ширины впадины S¹ между зубьями к ширине Т зуба составляет 0,8...1,6. Указана ширина средней части, так как и торец зуба и его основание могут быть закруглены, что затруднит их измерение. Зубья имеют форму, сходную с неравнобокой трапецией. Поэтому даже при минимальном значении ширины впадины (S¹/T=0,8) ширина t торца зуба за счет его трапециевидности меньше максимальной (по торцам зубьев) ширины впадины. Меньшее значение S¹/T рекомендуется для дисков меньшего диаметра и при количестве зубьев 12. Большее значение S¹/T рекомендуется для дисков большего диаметра и при количестве зубьев 8-10. Ширина t торца зуба всегда должна быть меньше ширины S впадины между торцами зубьев, но достаточной по прочностным требованиям.The ratio of the measured along the chord of the arc of radius r _with passing through the middle part of the tooth 5, the width of the cavity S ¹ between the teeth to the width T of the tooth is 0.8 ... 1.6. The width of the middle part is indicated, since both the end face of the tooth and its base can be rounded, which makes it difficult to measure them. The teeth have a shape similar to an unequal trapezoid. Therefore, even with a minimum value of the width of the cavity (S ¹ / T = 0.8), the width t of the end of the tooth due to its trapezoidal shape is less than the maximum (at the ends of the teeth) of the width of the cavity. A smaller S ¹ / T value is recommended for smaller diameter discs and with a number of teeth 12. A larger S ¹ / T value is recommended for larger diameter discs and with a number of teeth 8-10. The width t of the tooth end should always be less than the width S of the depression between the ends of the teeth, but sufficient in terms of strength requirements.

Кольцо К зубчатой и прилегающей к нему части диска 1 выполнено сферическим с таким же радиусом сферы, как и центральная С часть диска, или коническим (см. фиг.3). Последний вариант позволяет уменьшить высоту сегмента диска, улучшить его контакт с перемещаемым пластом почвы и обеспечить устойчивость вращения диска 1. Область сферической части диска отделена от конической штриховой линией n-n. Диаметр d диска 1 по торцам зубьев меньше радиуса R сферы диска 1. Больший радиус сферы диска, чем его диаметр, также необходим для уменьшения высоты сегмента диска и высоты подъема почвы при работе лапы.The ring K of the toothed and adjacent parts of the disk 1 is made spherical with the same radius of the sphere as the central C part of the disk, or conical (see figure 3). The latter option allows you to reduce the height of the disk segment, improve its contact with the moving layer of soil and ensure the stability of rotation of the disk 1. The area of the spherical part of the disk is separated from the conical dashed line n-n. The diameter d of the disk 1 at the ends of the teeth is smaller than the radius R of the sphere of the disk 1. A larger radius of the sphere of the disk than its diameter is also necessary to reduce the height of the segment of the disk and the height of the soil when working the legs.

Стойка 2 дисковой лапы установлена на орудии с возможностью вращения от реакции почвы на диске 1 и с наклоном вперед на 2...4° для обеспечения требуемого угла вхождения диска 1. Для улучшения вращения лапы стойка 2 может быть наклонена вдоль поперечной линии орудия в сторону, на которой впереди находятся преимущественно длинные ребра зубьев 5 (на фиг.2 - направо), а в комбинированном орудии - в сторону вогнутости дисков, размещенных перед лапами дисковых батарей. На орудии должны быть левые и правые лапы.The stand 2 of the disk paw is mounted on the implement with the possibility of rotation from the soil reaction on the disk 1 and tilted forward by 2 ... 4 ° to provide the required angle of entry of the disk 1. To improve the rotation of the leg, the stand 2 can be tilted along the transverse line of the implement to the side on which in front there are mainly long ribs of teeth 5 (in Fig. 2 to the right), and in the combined implement - towards the concavity of the disks placed in front of the paws of the disk batteries. The gun should have left and right paws.

При движении дисковой лапы в сторону V ее зубья 5 скалывают пласт, обеспечивая при этом возможность деблокированного резания почвы контурами впадин между зубьями 5. За счет скалывания и деблокирования большей части подрезаемого слоя снижается тяговое сопротивление лапы. Сторона диска 1 с передними короткими ребрами 6 зубьев 5 (на фиг.2 - слева), имеет меньшее тяговое сопротивление. Так как суммарная составляющая реакции почвы на диске 1 смещена от оси стойки 2, лапа постоянно вращается в сторону V₀ и вперед торцами и короткими ребрами 6 зубьев 5 по направлению V. Растительные остатки, попавшие на ребра 6 и 7 зубьев 5, сдвигаются с них почвой, движущейся по поверхности диска 1. Почва, смещаемая сзади в сторону, при вращении лапы, заравнивает след стойки 2.When the disk paw moves towards V, its teeth 5 cleave the formation, while ensuring the possibility of deblocked cutting of the soil by the contours of the depressions between the teeth 5. Due to chipping and unlocking of most of the undercut layer, the traction resistance of the paw is reduced. The side of the disk 1 with the front short ribs 6 of the teeth 5 (in FIG. 2, to the left) has less traction resistance. Since the total component of the soil reaction on the disk 1 is shifted from the axis of the rack 2, the paw constantly rotates towards V ₀ and forward with the ends and short ribs of 6 teeth 5 in the direction V. Plant residues that have fallen on the ribs 6 and 7 of teeth 5 are shifted from them soil moving on the surface of the disk 1. The soil, shifted from the back to the side, when the legs rotate, equalizes the footprint of the rack 2.

Источники информацииInformation sources

1. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М.: «Машиностроение», 1968, с.75.1. Zelenin A.N. Fundamentals of soil destruction by mechanical means. M .: "Engineering", 1968, p.75.

2. А.с. №450550 А 01 В 33/06. 1972. Почвообрабатывающая машина.2. A.S. No. 450550 A 01 B 33/06. 1972. Tillage machine.

3. А.с. №664589 А 01 В 49/02. 1977. Комбинированное почвообрабатывающее орудие.3. A.S. No. 664589 A 01 B 49/02. 1977. Combined tillage implement.

4. А.с. №435778 А 01 С 7/20. 1972. Сошник.4. A.S. No. 435778 A 01 C 7/20. 1972. Opener.

Claims

1. The disk paw, made in the form of a spherical disk mounted convex up and mounted on a rack located in the center of the disk, characterized in that the contour of the disk is serrated, while the tooth length is 0.1 ... 0.3 of the radius of the disk, and the ratio of the measured along the chord of the arc passing through the middle part of the tooth, the width of the cavity between the teeth to the width of the tooth is 0.8 ... 1.6.

2. The disk leg according to claim 1, characterized in that the ring of the serrated and adjacent parts of the disk is conical.

3. A disk paw according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the diameter of the disk at the ends of the teeth is smaller than the radius of the sphere of the disk, and the teeth are asymmetrical with short lateral ribs located radially and long tangentially located.