почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах

Формула изобретения

Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах, содержащая раму с редуктором, имеющим вертикальный вал, на котором размещены подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами, выполненный в виде соединенных пружинами двух сегментов, каждый из которых имеет магнитострикционный излучатель, соединенный с источником колебаний, отличающаяся тем, что магнитострикционный излучатель выполнен из железокобальтового сплава с магнитострикционным насыщением не более 90·10^-6, а в качестве источника колебаний использована магнитоимпульсная установка, обеспечивающая частоту колебаний не более 40 кГц с амплитудой не менее 0,5·10^-3 м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим орудиям для работы в садах.

Анализ отечественных и зарубежных патентов показывает, что существует значительное число почвообрабатывающих орудий, в частности плугов, культиваторов и т.д. в которых для снижения тягового сопротивления применяют различные вибрационные системы. Так известно авторское свидетельство СССР №174867, кл. А01В 13/00, опубликованное 07.09.1965, бюл. №18 «Плужный корпус, лемех которого установлен на корпусе и приводится в состояние вибрации» Известное изобретение не нашло широкого применения ввиду серьезных недостатков, а именно вибрационная система имеет невысокую надежность и не позволяет в широких пределах регулировать частоту колебаний. По этой же причине не нашли применения изобретения, см. авторские свидетельства СССР №432873, кл. А01В 35/28, опубликованные 25.06.1974, бюл. №23; №1063479, 30,12,1983, бюл. №48 и целый ряд других. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является почвообрабатывающая фреза, содержащая раму с редуктором вертикального вала, имеющим подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами (см. патент Франции №2134318, кл. А01В 33/00, 1972).

Недостатком известной фрезы является то, что при ее использовании не обеспечивается обработка почвы вплотную у ствола, кроме того, процесс обработки требует значительных энергозатрат.

В качестве прототипа нами выбрано авторское свидетельство СССР №934932, кл. А01В 39/16, 1982) «Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах, содержащая раму с редуктором вертикального вала, имеющим подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами, выполненный в виде соединенных пружинами двух сегментов, каждый из которых имеет магнитострикционный излучатель, соединенный с источником колебаний.

Известное изобретение является нашей ранней разработкой и показало достаточно высокую эффективность, однако как показал опыт практической эксплуатации, оно имеет существенный недостаток, заключающийся в невысокой амплитуде возбуждаемых в фрезе ультразвуковых колебаний и невозможности их регулирования.

Максимальная амплитуда колебаний не превышает 0,09 мм, что для некоторых видов почв является недостаточным и не позволяет производить эффективную обработку - см. Д.А.Гершгал, В.М.Фридман Ультразвуковая технологическая аппаратура. - М., «Энергия» 1976, стр.46, при этом максимальная магнитострикция насыщения (амплитуда) не превышает 90·10 ^-6.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обработки почвы, снижение энергозатрат.

Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах, содержащая раму, связанный с редуктором вертикальный вал и размещенный на нем подвижный обод с эластичной поверхностью и ротор с ножами, выполненный в виде соединенных пружинами двух сегментов, каждый из которых имеет магнитострикционный излучатель, соединенный с источником колебаний, согласно изобретению магнитострикционный излучатель выполнен из железо-кобальтового сплава с магнитострикционным насыщением не более 90·10^-6, а в качестве источника колебаний использована магнитоимпульсная установка, обеспечивающая частоту колебаний не более 40 кГц и с амплитудой не менее 0,5·10^-3 м.

Новизна заявленного технического решения состоит в том, что для повышения амплитуды колебаний ножей фрезы предложено использовать магнитострикционный излучатель, выполненный из железо-кобальтового сплава в магнитоимпульсной установке, ранее не применявшейся для решения поставленной задачи, а именно для обработки почвы. Такое конструктивное решение позволяет существенно (минимум на два порядка) поднять амплитуду колебаний (магнитострикции) и изменять ее в широких пределах в зависимости от физико-механических характеристик обрабатываемой почвы в приствольных полосах. Максимальная частота колебаний 40 кГц определена из конструктивных особенностей магнитострикционных преобразователей. Кроме того, импульсный характер работы магнитоимпульсной установки позволяет значительно снизить энергозатраты того или иного трактора, который работает с фрезой, - см. П.П.Ястребов И.П.Смирнов Электрооборудование. - М.: «Высшая школа», 1987, стр.71-74. Следует также отметить, что конструктивно магнитоимпульсная установка (см. схему) предельно проста и имеет высокую надежность в работе по сравнению с ультразвуковым генератором.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне представленного технического решения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена фреза, вид боку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - узел 1 на фиг.1; на фиг.4 - узел 2 на фиг.2; на фиг.5 - узел 3 на фиг.2.

Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах содержит раму 1, связанную с редуктором 2, имеющим вертикальный вал 3 и размещенные на последнем подвижный обод 4 с эластичной поверхностью и ротор 5 с ножами 6. Ротор 5 выполнен в виде соединенных пружинами 7 двух сегментов 8 и 9, каждый из которых имеет магнитострикционный излучатель 10, выполненный из железо-кобальтового сплава с магнитострикционным насыщением не более 90-10^-6, а в качестве источника колебаний использована магнитоимпульсная установка (на чертеже не показана) с токосъемником (узел 1), обеспечивающая частоту колебаний не более 40 кГц, и с амплитудой не менее 0,5·10 ^-3м. Сегменты 8 и 9 жестко соединены с валом 3 посредством соединительных планок 11.

Почвообрабатывающая фреза для обработки приствольных полос в садах работает следующим образом.

При включении вала отбора мощности трактора крутящий момент от вала через конический редуктор 2 передается вертикальному валу 3, вследствие чего приводится во вращение подвижный обод 4 с эластичной поверхностью и ротор 5. Одновременно включается магнитоимпульсная установка, размещенная в кабине водителя трактора и подключенная к бортовой сети трактора. Импульсные электромагнитные колебания от магнитоимпульсной установки через токоприемник (узел 1) и провода, размещенные внутри вертикального вала 3, поступают на обмотки магнитострикционных излучателей 10, в которых электромагнитная энергия за счет железо-кобальтового сплава преобразуется в энергию упругих колебаний широкого спектра частот и через сегменты 8 и 9 передается на ножи 6, что позволяет эффективно рыхлить почву, при этом, как отмечалось ранее, амплитуда колебаний будет существенно больше (порядка в 100 раз), чем колебания создаваемые ультразвуковым генератором.

За счет использования магнитоимпульсной установки с магнитострикционными излучателями из железо-кобальтового сплава обеспечивается возможность изменять в широких пределах не только амплитуду, но и частоту колебаний, что позволяет эффективно обрабатывать почву с самыми различными физико-механическими характеристиками.