МАШИНА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРЕРЫВИСТЫХ МИКРОПОВЫШЕНИЙ ПОЧВЫ

Машина для создания прерывистых микроповышений почвы относится к устройствам для механизации работ при восстановлении леса и может быть использовано для обработки почвы с формированием микроповышений и углублений на вырубках при проведении лесовосстановительных работ.
Известно орудие для подготовки микроповышений ОРМ-1,5 [1], состоящее из рамы, горизонтального вала, лопастных роторов, тормозных механизмов, барабана, тормозной ленты, связанной с тормозным рычагом, взаимодействующим с кулачком, и механизма, осуществляющего натяжение тормозной ленты. Орудие навешивается на трактор и приводится в действие за счет его тяговой силы. При образовании на ходу агрегата микроповышения ротор останавливается и нагребает почву по принципу бульдозера, при этом при увеличении высоты микроповышения возрастает тяговое сопротивление. При достижении заданной высоты микроповышения эта сила достигает критической величины, превышающей силу тормоза. Тормоз освобождается, ротор поворачивается на одну лопасть и процесс повторяется.
Недостатком данной машины является нечеткость срабатывания тормозного механизма вследствие неоднородности почвы и возможности наличия препятствий по трассе движения агрегата. В результате плохой приспособляемости тормозного механизма к разным видам почвы, возникают пропуски при встрече лопастей ротора с препятствиями (пнями, порубочными остатками, камнями), высота микроповышений и расстояние между ними постоянно меняется.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является машина для создания прерывистых микроповышений Mounder [2], устанавливаемая на трактор, оборудованный объемным гидроприводом. Машина содержит остов, два шарнирных манипулятора, два гидромотора, два лопастных колеса (ротора), гидропривод и электронную систему управления с центральным процессором. Торможение роторов осуществляется по компьютерной программе, задаваемой оператором, при этом контроль за работой программы выполняется фотоэлектрическими датчиками.
Недостатком данной машины является расположение датчиков непосредственно на роторах, в области обработки почвы, где они подвергаются неблагоприятным воздействиям (загрязнения, увлажнения, механические повреждения, и т.п.). Принципиальное устройство машины не позволяет установить упомянутые датчики в безопасном месте, что приводит к невозможности полностью устранить данный недостаток.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой машиной для создания прерывистых микроповышений почвы, заключается в том, что в машине повышена надежность за счет упрощения ее конструкции, улучшена приспособляемость машины к различным видам почвы, снижены эксплуатационные затраты.
Технический результат достигается тем, что она снабжена устройством, для программирования траектории образования микроповышений и углублений с заданным шагом, которое выполнено в виде механической самотормозящей передачи от вала отбора мощности трактора к роторам, которые смонтированы на ведомых валах бортовых редукторов, причем передаточное отношение между валом отбора мощности трактора и валами тортовых одноступенчатых цилиндрических редуктора, на которых закреплены роторы, находится в диапазоне 30…51, при количестве лопастей на роторе не менее трех штук, а при произвольном количестве лопастей - передаточное отношение определяется как величина, прямо пропорциональная заданному шагу подготовки микроповышений, количеству лопастей на роторе, частоте вращения вала отбора мощности, и обратно пропорциональна поступательной скорости трактора.
Предлагаемая машина для создания прерывистых микроповышений почвы включает остов, навесное устройство для соединения с трактором, две сортовых передачи, два лопастных колеса, два лыжеобразных полоза, расположенные симметрично от оси машины.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой машины для создания прерывистых микроповышений почвы. На фиг.2 представлена кинематическая схема предлагаемой машины для создания прерывистых микроповышений почвы, на фиг.3 - траектория образования микроповышений и углублений.
Предлагаемая машина для создания прерывистых микроповышений почвы содержит остов 2, включающий в себя устройство для программирования траектории движения лопастей, закрепленных на вращающихся роторах, выполненное в виде центрального редуктора 1 с самотормозящей червячной передачей и двух бортовых одноступенчатых цилиндрических редукторов 3, навесное устройство 6 для соединения с трактором (трактор не показан), смонтированные по бокам остова лопастные роторы 4 и лыжеобразные полозы 5.
В режиме создания микроповышений 9 и углублений 8, машина для создания прерывистых микроповышений почвы работает следующим образом. При движении трактора с навешенной на него машиной для создания прерывистых микроповышений почвы по вырубке лопастные роторы 4 вращаются с эффектом притормаживания, который достигается подбором передаточного отношения между валом отбора мощности (ВОМ) трактора и лопастными роторами 4, таким образом, чтобы окружная скорость роторов 4 машины для создания прерывистых микроповышений почвы при вращении была меньше поступательной скорости трактора, врезаются рабочими лопастями в почву и за счет силы тяги трактора, присоединенного к кочкователю, происходит вырезание микроповышения с заглублением лопасти. Ротор заглубляется до тех пор, пока не преодолеет нижнюю крайнюю точку, далее происходит подъем лопасти ротора. Вместе с этим поднимается и переворачивается пласт почвы, который ложится на край углубления по ходу движения, с последующим его прижимом лопастью ротора. На этом формирование микроповышения заканчивается, затем в почву врезается следующая лопасть и процесс создания микроповышении с заданным шагом повторяется. Для изменения расстояния между микроповышениями в большую сторону, оператор тяговой машины должен переключить коробку переключения передач (КПП) на ступень выше, и, наоборот, для уменьшения переключиться на более низкую передачу. Изменение шага происходит за счет изменения скорости трактора при постоянной угловой скорости хвостовика ВОМ, следовательно, постоянной скорости вращения ротора.
После создания машиной для создания прерывистых микроповышений почвы микроповышений 9 и углублений 8, в обработанную почву, в зависимости от ее увлажнения, производится посадка саженцев 10, в углубление 12 при недостаточной влажности, в микроповышение 11 в том случае, когда наблюдается избыточное увлажнение, и на границу перехода 7 углубления в микроповышение, при нормальной влажности почвы. При величине передаточного отношения 30…51 работа устройства с тремя лопастями на каждом роторе обеспечивает подготовку микроповышений с шагом 0,8…1,2 м, что соответствует расстоянию, принятому при лесовосстановлении на вырубках [2].
В режиме непрерывного формирования борозд машина для создания прерывистых микроповышений почвы работает следующим образом. При движении трактора с навешенным на него машиной для создания прерывистых микроповышений почвы по вырубке, ВОМ отключают при положении лопастей, погруженных в почву.
Таким образом, технология применения предлагаемой машины для создания прерывистых микроповышений почвы заключается в том, что устройство, навешенное на трактор, двигающийся по вырубке создает прерывистые микроповышения с заданным шагом 0,8…1,2 м, при ширине и высоте их 0.3 и 0,25 м. соответственно, что соответствует требованиям лесовостановления РФ и обеспечивает положительный лесоводственный эффект.