РОТАЦИОННОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ
ROTARY TILLAGE TOOL

Изобретение относится к сельхозмашиностроению, в частности может быть использовано для ухода за растениями с широкорядной схемой посадки, например ягодными кустарниками или виноградом.
Известно ротационное почвообрабатывающее орудие (заявка ФРГ №1782923), содержащее ротор, ось вращения которого наклонена вперед по ходу агрегата. За счет выглубления ножей в задней части траектории их движения существенно уменьшается энергоемкость обработки почвы, но изменение глубины обработки по ширине захвата ротора не соответствует глубине залегания корневой системы культурных растений. Кроме того, ротор осуществляет избыточное перераспределение почвы в сторону вращения, в результате чего с одной стороны образуется гребень, а с другой (ближе к растениям) глубокая выемка. Корневая система в зоне выемки оголяется, что негативно сказывается на устойчивости растений к засухе летом и морозу зимой.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является конструкция агрегата для возделывания высокостебельных культур (авторское свидетельство СССР №1794335), содержащее ротор, ось вращения которого наклонена в сторону трактора, принятое в качестве прототипа. При этом ротор опирается в задней части на опорное колесо и смонтирован на поворотной раме, шарнирно соединенной с остовом трактора. За счет этого обеспечивается лучшая возможность согласования глубины обработки почвы с глубиной залегания корневой системы растений.
Недостатком конструкции является то, что в задней части траектории движения ножей значительная часть почвы забрасывается ими внутрь ряда, частично присыпая культурные растения. Негативные последствия этого на многолетних растениях начинают ощущаться уже на третий-четвертый год эксплуатации плантации. Вдоль растений (особенно ягодных кустарников) образуются почвенные валы, существенно осложняющие работу уборочных машин. При этом попавшие внутрь ряда излишки почвы удалить практически невозможно.
Проблемы, связанные с исключением нежелательного перемещения почвы, решены в изобретении, в первую очередь, за счет того, что ось вращения ротора одновременно наклонена как вперед по ходу агрегата, так и вбок - в сторону трактора. За счет этого выглубление ножей происходит примерно за 40-50° до крайней задней точки траектории их вращения. В связи с этим большая часть отброшенной ножами почвы получает импульс движения в направлении, сориентированном под острым углом к продольной оси агрегата, и практически полностью засыпает выемку, образовавшуюся в результате частичного изъятия почвы вращающимся ротором. Таким образом, почва не отбрасывается в значительных количествах ни в сторону трактора, ни в ряды культурных растений.
Для стабилизации зоны выглубления ножей, а следовательно, и траектории отброса почвы, опорное колесо установлено с уклоном оси ее вращения в сторону, противоположную трактору. При этом ось оказывается параллельной образовавшейся поверхности рыхлой почвы, за счет чего обеспечивается более равномерное распределение давления на почву по ширине колеса и стабильность глубины хода ротора. Кроме того, колесо выполняет и функцию отбойного щитка, в связи с чем оно размещено асимметрично по отношению к оси ротора, со смещением в сторону трактора. Именно в этой зоне происходит отбрасывание назад большей части почвы ножами вращающегося ротора.
Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: уменьшение нежелательного перераспределения почвы в поперечном направлении за счет оптимизации траектории ее отброса ножами вращающегося ротора. Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия». Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 и 2 изображено компоновочное решение агрегата - вид сбоку и сверху соответственно, а на фиг.3 - поперечное сечение обрабатываемой зоны и взаимное расположение элементов конструкции в поперечной плоскости.
Ротационное почвообрабатывающее орудие (фиг.1) включает ротор 1, снабженный ножами 2, смонтированный на раме 3 с возможностью принудительного вращения посредством привода (на схеме не показан) относительно наклонной оси 4. Ось вращения 4 ротора 1 наклонена вперед на угол β и в сторону трактора 5 на угол α (фиг.2 и 3). Рама 3 соединена с остовом трактора 5 посредством кронштейнов 6, продольной оси 7 и гидроцилиндра 8. В цилиндрическом шарнире кронштейна 9 рамы 3 смонтирован рычаг 10 опорного колеса 11. От самопроизвольного проворачивания рычаг 10 удерживает регулировочный винтовой механизм 12. При этом колесо 11 смещено относительно оси вращения ротора 1 в сторону трактора 5, а ось вращения колеса имеет уклон в противоположную трактору 5 сторону на угол γ (фиг.3).
Предлагаемое почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. Подъехав к ряду обрабатываемых растений 13, гидроцилиндром 8 опускают раму 3 с ротором 1 до касания ножей 2 поверхности почвы, после чего включают привод ротора и он начинает вращаться по направлению стрелки 14 (против часовой стрелки на фиг.2). Переместив соответствующий золотник гидрораспределителя трактора 5 в плавающее положение, начинают движение вдоль ряда растений 13. Ножи 2 ротора 1 заглубляются в почву до упора опорного колеса 11 в поверхность ее разрыхленного слоя 15 (фиг.3). При этом винтовым механизмом 12 устанавливают высоту колеса 11 относительно ротора 1 таким образом, чтобы нож 2 выглублялся из почвы не доходя 40-50° до крайней задней точки траектории его вращения. Вследствие этого отброс почвы ножами 2 происходит под острым углом к продольной оси агрегата, поэтому ее большая часть остается в пределах ширины захвата ротора 1. Часть почвы получает импульс движения избыточной величины, но ее чрезмерную кинетическую энергию гасит колесо 11, пересекающее траекторию отброса. Поскольку обрабатываемая поверхность содержит неровности, то при стабильной регулировке положения колеса 11 отброс почвы осуществляется в пределах сектора величиной порядка 40-50°, в связи с чем углы наклона и положение колеса устанавливают так, чтобы неизбежный в случайных процессах выход за пределы оптимального сектора отброса приходился на внутреннюю по отношению к трактору 5 зону ширины захвата 15. В результате в зоне, прилегающей к растениям 13, образуется незначительная выемка, а поверхность разрыхленного слоя оказывается наклонной (фиг.3). Предусмотренный конструкцией уклон оси вращения колеса 11 соответствует уклону поверхности разрыхленного слоя почвы 15, что гарантирует стабильность глубины обработки и угла выглубления ножей 2.
Поскольку в естественных условиях высота поверхности почвы вблизи растений 13 всегда превышает высоту поверхности в междурядье (за счет накопления опадающих листьев и отмирающих сорняков, а также за счет большей скорости эрозии почвы в междурядьях), то фактическое заглубление ножей 2 начинается в максимально удаленной от трактора 5 точке траектории их вращения, и они взаимодействуют с почвой на протяжении 250-270° угла поворота ротора 1. Результаты испытаний свидетельствуют о том, что кроме оптимизации процесса поперечного перераспределения почвы при этом достигается эффект самоочищения вращающегося ротора 1 от сорняков, что позволяет существенно уменьшить повреждения стеблей культурных растений в результате неизбежных при наматывании сорняков на ротор соударений между ними. Что касается незначительной выемки, образующейся вблизи растений 13, то она с гарантией засыпается при чередовании обработок ротационными и дисковыми орудиями, а также в результате накопления опада листьев и смыва части почвы из ряда и междурядья вследствие дождя. Таким образом, применение предлагаемого ротационного почвообрабатывающего орудия создает оптимальные условия для роста культурных растений и работы уборочных машин.