Почвообрабатывающий агрегат

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройству для поверхностной обработки почвы.
Известен культиватор по патенту РФ на полезную модель №116303 (А01В 35/00, А01В 39/00, опубликовано 27.05.2012), содержащий центральную раму и шарнирно установленные боковые рамы, гидроцилиндры для подъема и опускания боковых рам, рабочие органы в виде S-образных пружинных стоек со сменными рыхлящими лапами, шарнирно установленный к кронштейнам передней балки центральной рамы прицеп, расположенные на кронштейнах передних балок рам опорно-транспортные колеса с механизмами регулировки глубины обработки почвы и гидроцилиндрами перевода культиватора в транспортное положение, расположенные на кронштейнах задних балок рам регулируемые по высоте подпружиненные прикатывающие катки, отличающийся тем, что передние, задние, продольные и несущие балки рам выполнены из квадратной или прямоугольной трубы, кронштейны опорно-транспортных колес и задние балки рам соединены раскосом, а одна из несущих балок соединена с раскосом перемычкой, при этом в боковых стенках продольных балок вырезаны квадратные отверстия, в которые вставлены несущие балки. К недостаткам данного технического решения можно отнести неудачную систему складывания и перевода из транспортного в рабочее положение, при которой шарниры центральной рамы подвергаются постоянному износу, при этом получаемые габариты не позволяют перемещать культиватор по дорогам общего пользования; отсутствует возможность предварительного дробления комьев крупной фракции; отсутствуют элементы финишной (чистовой) обработки почвы; культиватор является абсолютно плоским, с элементами частичного усиления косынками и связями, при этом отсутствует какая-либо система копирования рельефа поверхности почвы. Известное техническое решение по патенту РФ на полезную модель №116303 с большей долей вероятности не сможет качественно подготовить почву под посев сельскохозяйственных культур.
Наиболее близким по количеству существенных признаков является почвообрабатывающий агрегат по патенту РФ на изобретение №2441356 (А01В 49/02, опубликовано 10.02.2012), включающий сницу, соединенную шарнирно с рамой, состоящей из средней и шарнирно присоединенных боковых секций, на которой установлены опорные колеса, стойки с закрепленными на них сменными рабочими органами, транспортные колеса, дисковые выравниватели, спиральные прутковые катки и механизмы складывания боковых секций рамы, отличающийся тем, что сница присоединена к понизителю рамы и связана гидроцилиндром, закрепленным на раме и соединенным штоком с пазом на кронштейне сницы, а к боковым секциям рамы присоединены посредством продольных горизонтальных шарниров крайние секции рамы с возможностью их разворота гидроприводом из рабочего положения в транспортное и обратно, при этом боковые и крайние секции рамы снабжены транспортными колесами, имеющими привод для перевода их в транспортное или рабочее положение. Недостатками данного технического решения являются: громоздкость конструкции, которая затрудняет перемещение агрегата по дорогам общего пользования; низкая надежность шарнирных соединений; выполнение колес опорными препятствует использованию агрегата на влажных почвах, а также ухудшает качество обработки почвы; отсутствие подготовительного ряда рабочих органов не позволяет произвести грубую обработку почвы сразу после вспашки; отсутствие в конструкции агрегата шлейфа для финишной обработки почвы.
Задачей заявляемой полезной модели является ее многофункциональность, т.е. способность выполнять различные почвообрабатывающие операции, способствующие улучшению качества предпосевной обработки почвы. В то же время предлагаемое техническое решение будет способствовать снижению экономических затрат на приобретение других почвообрабатывающих машин, выполняющих аналогичные процессы обработки почвы, но каждая по отдельности.
Поставленная задача решается тем, что почвообрабатывающий агрегат включает сницу, соединенную с рамой, состоящей из центральной секции и шарнирно присоединенных к ней боковых секций; к снице спереди прикреплена балка с установленным на ней тягово-сцепным устройством; при этом на снице и боковых секциях имеются пружинные лопатки, а в нижней части сницы расположены транспортные колеса, установленные на полуосях с возможностью регулирования ширины транспортной колеи; на боковые секции посредством соединительных параллелограммных механизмов установлены катковые тележки с зубчатыми планками и боковые колеса; на Катковых тележках закреплены передние планчатые катки и задние планчатые тандемные катки; в средней части каждой катковой тележки имеется рабочий орган, установленный с возможностью регулировки его заглубления, при этом рабочий орган выполнен в виде сменной струнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами; на снице, по периметру и на поверхности рамы установлена гидросистема, состоящая из гидроцилиндров, трубок, рукавов высокого давления, держателей гидротрассы, фитингов и гидроарматуры.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых схематически показаны: на фиг. 1 - общий вид почвообрабатывающего агрегата в рабочем положении, на фиг. 2 - рама с блоком пружинных лопаток, на фиг. 3 - тележка катковая, на фиг. 4 - рабочий орган почвообрабатывающего агрегата.
Почвообрабатывающий агрегат (фиг. 1) представляет собой сложную конструкцию, состоящую из трех уровней.
Первый уровень (фиг. 2) включает следующие элементы: балка (1), сница (2), рама с блоком пружинных лопаток, состоящая из центральной секции (3) и шарнирно присоединенных к ней боковых секций (4, 5), транспортные колеса (6), боковые колеса (7), гидросистема (8), блок пружинных лопаток (9), тяги телескопические (10), тяги предохранительные (11).
Сница (2) с одной стороны крепится к балке (1) с установленным на ней тягово-сцепным устройством, позволяющим соединить энергосредство с почвообрабатывающим агрегатом, а с противоположной стороны к центральной секции рамы (3). Кроме того, на балке имеется опора для хранения почвообрабатывающего агрегата на стоянке и карман для установки противооткатных упоров. В снице предусмотрены устройства для фиксации боковых секций в поднятом (транспортном) положении, препятствующие их самопроизвольному раскрытию во время движения. В нижней части сницы установлены пружинные лопатки (9), предназначенные для первичной обработки почвы, которые посредством гидросистемы (8) переводятся из транспортного в рабочее положение и устанавливаются на требуемую глубину обработки.
По бокам к снице крепятся телескопические тяги (10), соединяющиеся противоположным концом с боковыми секциями (4, 5), предназначенные для защиты секций во время работы от излишнего выгибания при максимальной нагрузке, возникающей под действием сил трения. Конструкция тяг позволяет им складываться подобно телескопу, что очень удобно при эксплуатации, так как телескопические тяги не нужно отсоединять и присоединять каждый раз при переводе почвообрабатывающего агрегата из рабочего в транспортное положение и обратно.
Транспортные колеса (6) установлены в нижней части сницы на полуосях, в каждой из которых имеется по три отверстия для регулирования величины их выступа, что позволяет увеличивать или уменьшать ширину транспортной колеи. Боковые колеса (7) крепятся к боковым секциям (4, 5) и служат для них дополнительной опорой в рабочем положении.
Второй уровень почвообрабатывающего агрегата образуют катковые тележки (фиг. 3), которые парами крепятся к боковым секциям с помощью параллелограммного механизма. Основной задачей катковых тележек является измельчение грунта на заданную глубину с максимальным копированием рельефа поверхности почвы. Ширина катковых тележек может меняться в зависимости от общей ширины захвата почвообрабатывающего агрегата и составлять от 1,5 до 3 метров. Катковые тележки оснащены планчатыми катками, при этом передние катки (12) используются для предварительного дробления комьев почвы крупной фракции, а задние катки (13) - для последующего дробления комьев почвы на более мелкие фракции. Катковые тележки спроектированы таким образом, что основная масса почвообрабатывающего агрегата равномерно воздействует на планчатые катки, что позволяет гарантировано выдерживать заданную глубину обработки почвы. Передние и задние планчатые катки изготовлены из стальной полосы и имеют ширину, равную ширине катковой тележки, при этом диаметр передних катков составляет 370 мм, и они взаимодействуют с поверхностью почвы ребрами, расположенными под углом 5 градусов, а диаметр задних катков - 250 мм, и они взаимодействуют с поверхностью почвы ребрами, расположенными под углом 6 градусов. В отличие от передних катков задние катки выполнены тандемными, т.е. устанавливаются в два ряда на расстоянии друг от друга.
Измельченная масса грунта после обработки вторым рядом задних катков на рабочей скорости 12-15 км/ч набрасывается перед первым рядом задних катков и подвергается дополнительной сепарации и измельчению, создавая таким образом мелкокомковатый мульчированный поверхностный слой почвы, который затем заглаживается финишным шлейфом рабочих органов в виде зубчатой планки (14). Вместо зубчатой планки возможно использование штригельных пружинных борон, которые располагаются в два ряда и имеют собственную независимую регулировку как отдельных рядов, так и групповую. Использование штригельных борон является наиболее актуальным при работе на влажных почвах, так как они не будут создавать перед собой земляной вал и нагнетать его на катки. Еще одним преимуществом использования штригельных борон является вычесывание сорняков с поверхности поля.
Третий уровень почвообрабатывающего агрегата представляет собой рабочий орган (фиг. 4), который состоит из сменной струнной кассеты (15) и почвообрабатывающих элементов (16). При этом количество рядов сменной струнной кассеты и комплект почвообрабатывающих элементов может меняться в зависимости от требований технологического процесса и желаемого результата.
Например, рабочий орган может быть выполнен в виде:
- сменной четырехструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде S-образной стойки со стрельчатой лапой длиной 175 мм;
- сменной трехструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде S-образной стойки со стрельчатой лапой длиной 250 мм;
- сменной двухструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде S-образной стойки со стрельчатой лапой длиной 250 мм;
- сменной четырехструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде S-образной стойки с рыхлительной лапой-долотом;
- сменной двухструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде стойки двойного завития со стрельчатой лапой шириной 250 мм;
- сменной двухструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде стойки двойного завития с долотообразной лапой;
- сменной двухструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде сферического диска на эластомерных держателях;
- сменной четырехструнной кассеты с закрепленными на ней почвообрабатывающими элементами в виде пружинных зубьев.
Работа почвообрабатывающего агрегата осуществляется следующим образом. Сначала производится разбивка больших глыб пружинными лопатками, затем происходит дробление и крошение комьев почвы передними планчатыми катками, после чего следует подрезание сорняков и перемешивание грунта рабочими органами - стойками или дисками, далее происходит дробление и сепарация более мелких комьев почвы задними планчатыми тандемными катками и финишная планировка поверхности почвы зубчатой планкой с целью удержания влаги и создания наилучших условий для работы сеялки. Указанные операции осуществляются за один проход почвообрабатывающего агрегата, который совмещает в себе работу нескольких видов культиваторов, а иногда, в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий, предоставляет возможность отказаться от предпосевного боронования.
Предлагаемое техническое решение позволяет заменить несколько почвообрабатывающих орудий одним, что экономически выгодно, так как расходы на приобретение дополнительных сменных струнных кассет значительно ниже затрат на приобретение нескольких единиц почвообрабатывающей техники. Экономический эффект от использования почвообрабатывающего агрегата существенно возрастает при подготовке почвы под посев мелкосеменных культур, таких как лен, рапс, просо, горчица и рыжик. Кроме того, размещение транспортных колес на снице позволяет оптимально разместить почвообрабатывающие элементы, что гарантирует полное отсутствие пропусков, огрехов, а также переуплотненных зон по следу почвообрабатывающего агрегата.