КОМБИНИРОВАННОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ЛУГОВ И ПАСТБИЩ
COMBINED TILLING TOOL FOR MEADOWS AND PASTURES

Предлагаемое изобретение относится к мелиорации деградированных сельскохозяйственных земель с наличием растительных кочек и куртин кустарника, а конкретнее, для лугов с измельчением и одновременной утилизацией кочек, щепы кустарника, внесения в разрыхленную почву мелиоранта, удобрений, глубокого рыхления подпочвенного слоя, высева семян травосмеси, срезки, рубки растений с заделкой щепы, кусков дерна и кочек в обработанный слой почвы и на дно щели за глубокорыхлителем, а также найдет применение при работах на мелиоративных системах.
Сущность проблемы состоит в том, что в целях восстановления функционирования лугов и пастбищ на залежных землях требуется наряду с очисткой каналов срезать кочки, кустарник, измельчать дернину, нарезать щели, разрыхлять подпочвенный слой и на поверхность обработанной почвы вносить семена травосмеси для повышения продуктивности луга, пастбища и устранения избытка воды, препятствий последующему рабочему перемещению сельскохозяйственных машин.
Кроме того, предлагаемое изобретение относится к устройству для земель, требующих одновременного последовательного применения операций измельчения дернины, рыхления-удобрения почвы и внесения в поток мелкокомковой растительно-почвенной массы порошкообразного либо пылевидного мелиоранта, а также сепарации измельченной древесины от почвы и утилизации щепы кустарника, кусков дерна.
Известно почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ (SU, пат. Изобретения №424521 МПК А01В 45/00, А01В 33/16, Е21С 49/00, БИ. №15, 21.04.1974), включающее навесную раму с боковыми листами, валочным устройством, противорежущим ножом, защитным кожухом и последовательно установленные на них и ступенчато расположенные два фрезбарабана, опорную лыжу, сепарирующую решетку с заслонкой после первого фрезбарабана, установочно-подвижный отражатель после второго фрез-барабана, механизм привода фрез-барабанов.
Недостатком изобретения является невозможность изменять направление вращения фрез-барабанов, неустойчивость фрез-барабана по глубине, что требует проведения повторного фрезерования, и невозможность применять почвообрабатывающее орудие при наличии кустарника и погребенной древесины.
Известен рабочий орган почвообрабатывающей машины (SU, пат. Изобретения №1386061 МПК А01В 45/00, БИ. №13, 07.04.1988), включающий прицепную раму с валочным устройством, защитным кожухом, цилиндрический фрез-барабан с жестко прикрепленными ножами, шарнирно установленными между ножами билами, размещенными по винтовой линии с поперечными к направлению движения рядами при чередовании рядов из бил и ножей с билами, расположенное за фрез-барабаном сепарирующее устройство из последовательно установленных на валиках дисков. Использование этого рабочего органа машины позволяет на месте производить качественную очистку погребенных древесных остатков от налипшей почвы.
Недостатком изобретения является невозможность изменять направление вращения фрез-барабана, некачественная обработка дернины и кочек из-за отсутствия лущения и укладки крупных комков почвы и кусков дернины на дно обрабатываемой полосы, неустойчивость фрез-барабана по глубине при наезде на крупную кочку.
Известно устройство машины для измельчения кочек (SU, пат. изобретения №488534, МПК А01В 45/00, БИ. №39, 14.01.1976), включающая навесную раму с дисковым удерживающим устройством, оборудованным установочно-подвижной противорежущей пластиной между дисками устройства, защитный кожух с отражателем, цилиндрический фрез-барабан с жестко прикрепленными ножами и механическим приводом, прикатывающий каток.
Недостатком изобретения является: невозможность срезать кустарник, поломки болотных ножей фрезы при встрече с корнями, пнями, погребенными древесными остатками, заклинивающие между дисками кочки и дернина упираются в противорежущую пластину и вызывают остановку вращения дисков с последующим сгруживанием дерна и почвы, приводящим к остановке кочкореза для трудоемкой ручной его очистки, а из-за срабатывания фрикционного соединения ведомых дисков с болотными ножами образуются огрехи, требующие повторной почвообработки, кроме того, отсутствие дробления крупных кусков и решетки сепарации растительной массы для укладки на поверхности мелких почвенных комков замедляет рост травянистых растений.
Известна комбинированная почвообрабатывающая машина (SU, пат. изобретения №1072830, МПК А01В 49/06, БИ. №6, 15.02.1984), включающая самоходное шасси и установленные на ее раме бункер для воды с удобрениями, вертикально разрезающие почву диски, горизонтально подрезающие рабочие органы, транспортер с измельчителем пласта почвы, скатные доски, бункер для семян и семяпроводы.
Недостатком машины является невозможность работы на лугах и пастбищах при наличии кустарника, кочек, отсутствие регулировки зазоров между транспортером, скатными досками и семяпроводами, сгруживание и забивание дерниной между ними, требующей трудоемкой очистки от кусков дернины.
Кроме того, все приведенные устройства требуют повышения их проходимости на торфяниках, на заливных и польдерных лугах, на переувлажненных пастбищах и при маломощном рыхлом дерновом покрове, нуждаются для работы в предварительном регулировании уровня грунтовых вод и поверхностного стока атмосферных осадков, а так же в последующем внесении мелиорантов.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ, состоящее из самоходного базового шасси с двухсекционной рамой и двумя колесными парами на первой секции, одной колесной парой на второй секции, с размещенными на первой секции рамы стрелой, на конце которой смонтирован фронтальный скреперный ковш, выполненный включающим валочный механизм из заслонки скреперного ковша с дискорубительным устройством, челюстной захват, приемник измельченной сорной травы и мелкой щепы, соединенный пневматическим трубопроводом для транспортировки и утилизации щепы и мелко измельченной травянисто-дерновой массы через размещенный на второй секции рамы полый глубокорыхлитель, причем на первой секции рамы расположены дизельный двигатель, кабина оператора и за ней установлены двухсекционные емкости воды, водный насос, приемной частью соединенный с емкостью и напорной с патрубками на конце содержащих плоскофакельные распылители тонкого водного экрана, установленными на верхней части внутри скреперного ковша, вентилятор, соединенный патрубком с эжектором на ковше и пневматическим трубопроводом для транспортировки щепы и мелко измельченной травянисто-дерновой массы, компрессор, соединенный с пневмопроводами, подключенными к дозаторам емкостей: удобрений, мелиоранта, смеси семян травянистых и зерновых растений, при этом дозаторы соединены продуктопроводами с насадками, а на второй секции рамы содержатся два рыхлителя установочно-подвижно размещенные на продольной оси плоскости колеи колес шасси, по ширине его захвата не менее четырех чизельных щелереза с продуктопроводами и один глубокорыхлитель на продольной оси симметрии орудия, кроме того, за глубокорыхлителем содержится прикатывающий каток, согласно предлагаемому изобретению валочный механизм выполнен включающим заслонку скреперного ковша с серповидными направляющими ребордами на внешней стороне, дополнительно содержит размещенные скобообразную отбойную плиту на внутренней стороне и в нижней часта плоский противорежущий нож с вырезами для прохода периферийной части диска с пильными зубьями и гарпунообразными рубительными ножами, боковины заслонки содержат крепления осей челюстного захвата, на стойках челюстного захвата закреплены плоский нож, соединенный с криволинейными стойками зубчатых долот, обеспечивающих проход между ними периферийной часта диска с пильными зубьями и гарпунообразными рубительными ножами, дискорубителъное устройство, состоящее из батареи рубительно-пильных дисков с дополнительно размещенными на их торцевой поверхности обоюдоострыми рубительными ножами с ярусной установкой и режущими кромками, перпендикулярными к торцу диска, имеющими переменную высоту от 1/5 до 1/3 расстояния между смежными дисками, причем сквозь диски проходят не менее трех валиков с шарнирной установкой бил, на валике, между смежными дисками, содержится не менее трех бил с просветами, на следующем валике продольные оси плоскости вращения бил совпадают с просветами, на дальнейшем валике продольные оси плоскости вращения бил располагаются на стыке просветов, кроме того, скреперный ковш выполнен в верхней части дополнительно содержащим сепарирующую двухрядную решетку с продуктопроводом в стержнях второго ряда.
Предлагаемое изобретение допускает возможность для большей проходимости и устойчивости на торфяниках опорно-тяговые колесные пары первой секции рамы выполнять сдвоенными, т.е. состоящими из четырех колес, и эти колесные пары могут быть снабжены быстромонтируемыми армированными резино-металлическими гусеницами, а колесные пары второй секции могут быть выполнены строенными, т.е. состоящими из шести колес.
Анализ патентной и технической документации не выявил аналогичного выполнения рабочего органа комбинированного почвообрабатывающего орудия для лугов и пастбищ, показал, что изобретение является новым, не следует явным образом из уровня техники.
Целью предлагаемого изобретения - устройства является улучшение качества работ на землях мелиоративных систем с получением мелкокомковой структуры обработанной почвы, травянистого покрова без сорных растений.
Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение сроков мелиорации деградированных земель, покрытых кочками и мелким кустарником, расширение технологических возможностей.
Новый технический результат от применения предлагаемого изобретения состоит в том, что комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ выполнено самоходным, включающим базовое шасси с двухсекционной рамой, с размещенным рабочим органом фронтально на стреле с частичным переносом его веса за первую колесную пару, технологическим оборудованием, размещенным за кабиной оператора с полным переносом его веса над второй колесной парой, полным переносом веса емкостей с дозаторами и патрубками на вторую секцию рамы над колесной парой и частичного распределения веса рыхлителей, чизелей-щелерезов, глубокорыхлителя над этой колесной парой и прикатывающим катком и все это позволяет рационально распределить нагрузки на ходовую часть самоходного базового шасси, уменьшить его буксование, обеспечить возможность работы на большей скорости с улучшением тяговой динамики.
Использование валочного механизма комбинированного почвообрабатывающего орудия для лугов и пастбищ в виде заслонки скреперного ковша с серповидными направляющими ребордами на внешней стороне, скобообразной отбойной плиты на внутренней стороне и в нижней части плоского противорежущего ножа с вырезами для прохода периферийной части диска с пильными зубьями и гарпунообразными рубительными ножами, с включением в верхней части ковша сепарирующей решетки с продуктопроводом позволяет направленно укладывать и придавливать кочки, кустарник для первичной срезки с подачей для лущения, дробления и в ходе измельчения обрабатывать мелиорантом.
Использование челюстного захвата, содержащего в нижней его части плоский нож и криволинейные стойки зубчатых долот, обеспечивающих проход между ними периферийной части диска с пильными зубьями и гарпунообразными рубительными ножами, а на стойках челюстного захвата батареи рубительно-пильных дисков с дополнительно размещенными на их торцевой поверхности обоюдоострыми рубительными ножами с ярусной установкой и режущими кромками, перпендикулярными к торцу диска, проходящими сквозь диски не менее трех валиков с шарнирной установкой бил, позволяют качественно измельчать и распределять куски дерна и кочек, комки почвы, мелкой щепы для послойной укладки на обработанной полосе и утилизировать в щель за глубокорыхлителем, а мелкими комками почвы закрывать куски дерна и кочек, уложенные на дно обработанной полосы. При этом фронтальный скреперный ковш, снабженный приемником с инерционно перемещаемой в него измельченной сорной травой и мелкой щепой, формирует ядро струи и подаваемым вентилятором в эжектор воздухом по пневматическому трубопроводу транспортирует щепу и мелко измельченную травянисто-дерновую массу, позволяет ее утилизировать через размещенный на второй секции рамы полый глубокорыхлитель, а плоскофакельные распылители тонкого водного экрана, установленные на верхней части внутри скреперного ковша, позволяют препятствовать выносу эрозионно-опасных частиц почвы, направляя их под слой кусков уложенного дерна и кочек, а также ускорять проникновение мелиоранта в комки почвы.
Расположенная на второй секции рамы орудия пневматическая сеялка с высевающей насадкой на ее концевой поперечной балке и прикатывающий каток позволяют улучшить всхожесть семян и обеспечить получение травянистого покрова без сорных растений.
Сущность предлагаемого изобретения-устройства поясняется чертежом, где на фиг. 1. представлена схема комбинированного почвообрабатывающего орудия для лугов и пастбищ при размещении оборудования в рабочем положении, вид сбоку; на фиг. 2. - схема рубительно-пильного диска, вид сбоку; на фиг. 3. - продольный разрез челюстного захвата с плоским ножом и с криволинейными стойками зубчатых долот, вид сбоку.
На чертежах показано предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ, включающее самоходный агрегат, состоящий из базового колесного шасси (1 на фиг. 1) с двухсекционной рамой (2, 3 на фиг. 1). Первая секция имеет две колесные пары (4, 5 на фиг. 1) и над ними одну дополнительную среднею колесную пару (6 на фиг. 1) для возможного привода резино-металлической гусеницы от механической трансмиссии базового шасси, на второй секции одну колесную пару (7 на фиг. 1), оборудованную поворотными телескопическими кронштейнами (8 на фиг. 1), и на их конце колесами. Для большей проходимости и устойчивости на торфяниках опорно-тяговые колесные пары 4, 5 первой секции 2 рамы могут состоять из четырех колес, т.е. быть сдвоенными, и могут быть снабжены быстромонтируемыми армированными резино-металлическими гусеницами, а колесные пары 7 второй секции 3 могут состоять из шести колес, т.е. быть строенными (на чертежах не показаны).
На первой секции 2 рамы размещены: дизельный двигатель (9 на фиг. 1), кабина (10 на фиг. 1) оператора, за кабиной оператора 10 установлено технологическое оборудование: двухсекционные емкости (11 на фиг. 1) воды, водный насос (12 на фиг. 1), приемной частью соединенный с емкостью 11 и напорной с патрубками (на чертеже не показаны) на конце имеющих плоскофакельные распылители (13 на фиг. 1) тонкого водного экрана, установленные на верхней части внутри скреперного ковша (14 на фиг. 1), вентилятор (15 на фиг. 1) соединенный патрубком с эжектором (16 на фиг. 1) на ковше 14 и компрессор (17 на фиг. 1) соединенный с пневмопроводами подключенными к дозаторам (18, 19, 20 на фиг. 1) емкостей: удобрений, мелиоранта, смеси семян травянистых и зерновых растений, при этом дозаторы 18, 19, 20 соединены с емкостями сеялки 45, мелиоранта 46, удобрений 47, расположены на второй секции 3 рамы и соединены продуктопроводами с насадками (21, 22, 23 на фиг. 1) на сепарирующей решетке (24 на фиг. 2) ковша 14, на тыльной стороне чизелей-щелерезов 25, на концевой поперечной балке второй секции 3 рамы, а рабочее оборудование размещено фронтально на первой секции 2 рамы на стреле 26 на конце которой смонтирован скреперный ковш 14 с дискорубительным устройством 27, снабженный щелевым приемником измельченной сорной травы и мелкой щепы через эжектор 16, соединенный с вентилятором 15 и пневматическим трубопроводом 28 для транспортировки щепы и мелко измельченной травянисто-дерновой массы к размещенному на второй секции 3 рамы полому глубокорыхлителю 29 для утилизации на дне щели.
На второй секции 3 рамы после технологического оборудования (18, 19, 20 на фиг. 1) имеется рабочее оборудование (например, по патенту на полезную модель RU №108901, МКП А01В 49/00, БИ 28, 10.10.2011), содержащее размещенные установочно-подвижно два рыхлителя 30 на продольной оси плоскости колеи колес базового шасси, один глубокорыхлитель 29 на продольной оси симметрии орудия и не менее четырех чизельных щелереза 25 с продуктопроводами по ширине захвата орудия, за глубокорыхлителем размещен прикатывающий каток (31 на фиг. 1). Стойки рыхлителей 30, глубокорыхлителя 29 и чизельных щелерезов 25 располагаются в не совпадающих створах фронтально и последовательно относительно продольной оси в разных поперечных плоскостях.
Валочный механизм выполнен включающим заслонку 32 скреперного ковша 14 с серповидными направляющими ребордами (33 на фиг. 2) на внешней стороне, скобообразную отбойную плиту (34 на фиг. 2) на внутренней стороне и в нижней части плоский противорежущий нож (35 на фиг. 2) с вырезами для прохода периферийной части диска (36 на фиг. 2) с пильными зубьями (37 на фиг. 2) и гарпунообразными рубительными ножами (38 на фиг. 2), в верхней части ковша, содержащий сепарирующую решетку 24 с продуктопроводом, на боковинах заслонки 32 расположены направляющие (на чертеже не показаны) для установочно-подвижного крепления осей челюстного захвата (39 на фиг. 3, в нижней его части закреплен плоский нож (40 на фиг. 3) , соединенный с криволинейными стойками зубчатых долот (41 на фиг. 3), обеспечивающих проход между ними периферийной части диска (36 на фиг. 2) с пильными зубьями 37 и гарпунообразными рубительными ножами 38, на стойках челюстного захвата 39 закреплена ось и дискорубительное устройство (27 на фиг. 1), выполненное в виде батареи рубительно-пильных дисков (36 на фиг. 2) с дополнительно размещенными на их торцевой поверхности обоюдоострыми рубительными ножами (42 на фиг. 2) с ярусной установкой и режущими кромками, перпендикулярными к торцу диска 36, имеющими переменную высоту от 1/5 до 1/3 расстояния между смежными дисками (36 на фиг. 2.), сквозь диски 36 проходят не менее трех валиков (44 на фиг. 2) с шарнирной установкой бил (43 на фиг. 2), с регулируемой плоскости вращения между концами торцевых рубительных ножей (42 на фиг. 2.), на валике 44 между смежными дисками 36 располагается не менее трех бил 43 с просветами, на следующем валике 44 продольные оси плоскости вращения бил 43 совпадают с просветами, на дальнейшем валике 44 продольные оси плоскости вращения бил 43 располагаются на стыке просветов.
Прикатывающий каток (31 на фиг. 1) имеет переменный диаметр, наибольший у его торцов и наименьший над щелью за глубокорыхлителем, быстросъемное соединение тягой (48 на фиг. 1) со второй секцией 3 рамы базового шасси 1.
Предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ (1 на фиг. 1) работает следующим образом:
В качестве примера рассмотрим улучшение луга с кочками и мелким редким кустарником и землеройно-транспортную работу на отрывке котлована.
На мелиорируемом сельскохозяйственном угодье после обследования агроландшафта, составления проекта на проведение ремонтно-эксплуатационных работ завозят машину (1 на фиг. 1) на объект с рассредоточенными по участку кочками высотой от 0,15±0,08 м до 0,85±0,15 м и с очагами кустарника при диаметре стволов 0,08±0,04 м, соединяют секции 2, 3 базового шасси. Устанавливают на челюстном захвате 39 дискорубительное устройство 27, удлиненные тяги и механизм регулирования высоты положения прикатывающего катка (31 на фиг. 1), при необходимости колесную пару 6, строенные колеса на колесную пару 7, спаренные колеса на колесные пары 4, 5 и быстромонтируемые армированные резино-металлические гусеницы. Устанавливают емкости 45, 46, 47 с дозаторами 18, 19, 20 и соединяют их продуктопроводами с насадками 21, 22, 23, заливают воду в емкость 11, заполняют емкости 45, 46, 47 мелиорантом, удобрениями и смесью семян, присоединяют каток 31 к тягам 48.
При улучшении луга с кочками и кустарником в начале обрабатываемой полосы секцию 3 рамы поворотными телескопическими кронштейнами 8 из транспортного положения переводят в рабочее, при начале движения заглубляют рыхлители 30, чизели-щелерезы 25, глубокорыхлитель 29, устанавливают высотное положение катка 31, при необходимости увеличения глубины уплотняемого слоя в него заливается вода, стрелой 26 опускают ковш 14 на поверхность луга, открывают заслонку 32, придавливают кочки, дерн и ребордами 33 регулируют направление прижима стволов кустарника, челюстной захват 39 фиксируют для заглубления на проектную глубину.
Приводят в движение дискорубительное устройство 27, начинают срезание, рубку кочек, дерна, кустов батарей рубительно-пильных дисков (36 на фиг. 2) пильными зубьями 37 и гарпунообразными рубительными ножами 38 с дополнительно размещенными на их торцевой поверхности обоюдоострыми рубительными ножами (42 на фиг. 2), целика в плоскости вращения между концами торцевых рубительных ножей 42 шарнирно установленными билами (43 на фиг. 2) на валиках (44 на фиг. 2), лущение дерна и плющение травы на отбойной скобообразной плите 34, дробление срезанных стволов, ветвей кустарника отскочивших от плиты 34 билами 43, измельчение крупных кусков дерна, кочек, щепы на плоском ноже (40 на фиг. 3) с криволинейными стойками зубчатых долот (41 на фиг. 3) при одновременной очистке от налипшей почвы на корнях и зажатых почвенных комков в кусках дерна, сепарацию травянисто-дерново-щеповой массы на двухрядной сепарирующей решетке 24 с полыми во втором ряду стержнями-продуктопроводами (49 на фиг. 2) мелиоранта, в нижней части содержащих насадки 22.
Направление вращения батареи рубительно-пильных дисков 36 с тремя ярусами разновысоких обоюдоострых рубительных ножей 42 на торцах дисков и шарнирно установленных на валики 44 бил 43 изменяется для повышения долговечности ножей, лучшей приспособленности к выполнению работы, например, по часовой стрелки - против направления движения технического средства 1 для обработки дернины с кочками и против часовой стрелки - по направлению движения технического средства 1 для измельчения кустарника с получением мелкокомковой структуры обработанной почвы, снижением энергозатрат на рыхление подпочвенного слоя рыхлителями 29, 30 и внесение удобрений из насадок 21 в щель за чизельным-щелерезом 25.
Плоскофакельные распылители (13 на фиг. 1), установленные на верхней части внутри скреперного ковша (14 на фиг. 1), тонким водным экраном препятствуют выносу эрозийных частиц почвы, ускоряют проникновение мелиоранта в комки почвы, пропускают измельченную сорную растительность, мелкую щепу и стружку к щелевому приемнику с регулируемой задвижкой (на чертеже не показан) через эжектор 16, соединенный с вентилятором 15, и пневматическим трубопроводом 28 транспортируют травянисто-щеповую массу к размещенному на второй секции 3 рамы полому глубокорыхлителю 29 для утилизации ее на дне щели.
Прикатывающий каток (31 на фиг. 1) уплотняет на проектную глубину почву с внесенными на поверхность насадками 23 семенами.
Таким же образом осуществляют землеройно-транспортную работу на устройстве котлована. При этом с помощью задвижки перекрывают доступ в эжектор 16, срезанный дерн, кочки, щепа заполняет ковш 14, закрывается заслонка 32, челюстной захват 39 перемещением к плоскому ножу ковша 14 и его боковым стенкам. Закрытый ковш 14 поднимается стрелой 26, базовое шасси перемещается к автосамосвалу, растительно-грунтовая масса из ковша перемещается в кузов автосамосвала для последующей выгрузки в отвал. При необходимости производится установка рыхлителей 30, чизелей-щелерезов 25, глубокорыхлителя 29 на проектную глубину, их заглубляют, рыхлят грунт одновременно с работой дискорубительного устройства 27.
После завершения работ продувают пневмопродуктопроводы, очищают емкости 45, 46, 47 и дозаторы 18, 19, 20 от технологического материала, перемещают комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ на новый объект или стоянку временного хранения и технического ухода.
Таким образом, комбинированное почвообрабатывающее орудие для лугов и пастбищ предлагаемой конструкции, включающее самоходный агрегат с рабочим органом позволяет осуществление работ по улучшению деградированных земель с ускоренным их залужением, очисткой лугов и пастибищ от кочек и кустарника с одновременной утилизацией измельченной щепы, сократить сроки мелиоративных работ и повысить качество обработки почвы с получением мелкокомковой структуры и травянистого покрова луга без сорных растений.