ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к орудиям для полноценной обработки почвы, включающей рыхление, вспашку, уплотнение и выравнивание слоя почвы.
4
Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, устройство для перевода почвообрабатывающего орудия в транспортное положение, выравниватель с рыхлящими ножами, закрепленный на раме, зубовые бороны, установленные за выравнивателем. Выравниватель выполнен в форме рельса, к подошве которого под острым углом (15-35°) к направлению движения влево и вправо симметрично относительно продольной оси орудия жестко прикреплены рыхлящие ножи. Рыхлящие ножи выполнены в виде четырехугольных металлических пластин, имеющих острый угол (30-35°) между передней кромкой ножа и вертикалью и острый угол (10-12°) между нижней кромкой и горизонталью (см. авт.св. СССР №1463144, МПК А01В 31/00).
Орудие отличается простотой конструкции, однако не обеспечивает равномерного измельчения и поверхностного уплотнения обрабатываемой почвы.
Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, на которой посредством подпружиненных штоков на осях смонтированы сферические диски с возможностью изменения угла атаки. Угол атаки резания устанавливается при помощи пластинки с отверстиями. Орудие имеет двухпланчатые грядили, один конец которых прикреплен к раме, а другой шарнирно соединен с осью сферических дисков посредством вилки. На грядилях установлены рыхлящие лапы, которые могут быть подрезающими или долотообразными. Сферические диски, связанные с осью, образуют секцию. За каждой секцией дисков установлены боронки, соединенные с осью секции посредством тяги и снабженные механизмом регулировки по глубине (см. авт.св. СССР №1142015, МПК: А01В 49/02).
Известное устройство характеризуется конструктивной сложностью при сравнительно малом числе производимых операций при обработке почвы. Кроме того, наличие сферических дисков в конструкции устройства подразумевает образование свальных гребней, выравнивание которых не производится.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий раму с навесным устройством и опорными колесами. На раме последовательно установлены дисковые батареи, закрепленные под углом к поперечной линии агрегата, плоскорежущие лапы, подпружиненная рамка и каток. Каток выполнен в виде симметричного относительно продольной оси агрегата цилиндрического или конического барабана, состоящего из вала с цапфами, приваренных к валу дисков и закрепленных на них рабочими элементами. Рабочие элементы катка выполнены в виде зубчатых планок, размещенных по многозаходным спиралям, имеющим направление навивки и увеличение ее шага в сторону задних концов дисковых батарей. При этом опорные колеса батареи снабжены винтовыми механизмами регулировки высоты их установки относительно рамы (см. патент РФ на изобретение №2108014, МПК А01В 49/02).
Известный агрегат обеспечивает вспашку, рыхление и выравнивание почвы, однако расположение дисковых батарей приводит к формированию земляного вала, который полностью не разравнивается при прохождении катка. Кроме того, рабочие элементы катка имеют сложную конфигурацию, что создает дополнительные трудности при их изготовлении. Планки катков, выполненные по многозаходным спиралям, предназначены для отбрасывания комков в стороны, что недопустимо при безотвальной обработки почвы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание почвообрабатывающего агрегата, обеспечивающего полный цикл качественной обработки почвы, а именно: рыхление, измельчение, уплотнение и выравнивание с применением безотвальных технологий.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в максимально глубоком рыхлении почвы без переворачивания пластов за счет оптимального размещения и конструктивного решения составляющих элементов заявляемого агрегата.
0
Поставленная задача решается тем, что в почвообрабатывающем агрегате, включающем раму с опорными колесами, на которой последовательно по ходу движения агрегата закреплены секции дисковых рабочих органов, рабочие органы в виде плоскорежущих лап и почвообрабатывающий каток с рабочими элементами в виде зубчатых планок, закрепленных посредством пластин на валу, при этом секции дисковых рабочих органов включают диски, закрепленные на стойках под углом к поперечной линии агрегата, согласно техническому решению, секции дисковых рабочих органов распределены по ширине захвата агрегата, по крайней мере, в два последовательно размещенных один за другим ряда, при этом диски рабочих органов одного ряда ориентированы в противоположном направлении относительно дисков соседнего ряда, а плоскорежущие лапы установлены с возможностью обработки почвы по всей ширине захвата и снабжены съемными рыхлителями - стабилизаторами, выполненными в виде уголков с режущими кромками и крепежными отверстиями, закрепленных на крыльях лапы. Рыхлители-стабилизаторы, закрепленные на крыльях лапы, образованы изгибом пластины в форме параллелограмма по линии, разделяющей пластину на две трапеции или трапецию и треугольник или два треугольника. Зубчатые планки почвообрабатывающего катка расположены перпендикулярно радиусу вала, при этом зубцы расположены перпендикулярно планке с допустимым отклонением от указанного положения на величину до 10. Зубцы образованы отогнутыми участками планки, находящимися между предварительно выполненными на планке надрезами и краями планки. Зубцы на планках расположены в два ряда по длинным сторонам в шахматном порядке. Секция дискового рабочего органа представляет собой два диска, соединенных между собой посредством вала, закрепленного на стойке. Агрегат может быть снабжен дополнительной парой опорных колес, установленных между плоскорежущими лапами и почвообрабатывающим катком с возможностью вертикального перемещения. Изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 схематично представлен вид сверху почвообрабатывающего агрегата.
На фиг.2 схематично представлен вид сбоку почвообрабатывающего агрегата.
На фиг.3 схематично представлены два вида - вид спереди и вид сверху, секции дисковых рабочих органов с двумя дисками.
На фиг.4 представлен вид сверху плоскорежущей лапы.
На фиг.5 представлена развертка рыхлителя-стабилизатора.
На фиг.6 представлен вариант выполнения почвообрабатывающего катка, вид спереди.
На фиг.7 представлен вариант выполнения зубчатой планки, вид сверху.
На фиг.8 представлена схема перемещения задних колес из транспортного в рабочее положение.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - рама;
2 - продольный брус;
3 - переднее колесо;
4 - навесное устройство;
5 - заднее колесо;
6 - подъемное устройство;
7 - гидроцилиндр;
8 - поперечная балка;
9 - вертикальная стойка;
10 - диск;
11 - плоскорежущая лапа;
12 - стойка (держатель);
13 - крыло;
14- лемех;
15 - рыхлитель-стабилизатор;
16 - линия сгиба пластины
17 - тяга;
18 - почвообрабатывающий каток;
19 - дисковые пластины;
20 - зубчатая планка.
Почвообрабатывающий агрегат содержит прямоугольную раму 1, которая может быть выполнена из уголка, швеллера или трубы квадратного сечения. Рама 1 образована, жестко соединенными между собой, продольными и поперечными балками и снабжена опорными продольными брусьями 2 для крепления почвообрабатывающих рабочих органов (фиг.1). На передней поперечной балке рамы 1 закреплены два передних колеса 3 небольшого диаметра, предназначенные для опоры рамы в процессе обработки почвы. Передние колеса могут быть закреплены на раме посредством винтового соединения, обеспечивающего регулировку их положения в вертикальной плоскости в небольшом интервале, что позволяет задавать глубину обработки почвы. Между передними колесами к передней поперечной балке рамы прикреплено навесное устройство 4, предназначенное для присоединения к транспортному средству, например, к трактору. Два задних колеса 5 большего диаметра предназначены для опоры рамы и всего агрегата в целом в процессе транспортировки и закреплены на подъемном устройстве 6, представляющем П-образную металлическую конструкцию, концы которой шарнирно закреплены на задней поперечной балке рамы для обеспечения перемещения устройства 6 из рабочего в транспортное положение. Такое перемещение осуществляется с помощью гидроцилиндра 7, расположенного в средней части П-образной конструкции и соединяющего середину ее поперечной части с центральным продольным брусом 2 рамы 1. Гидроцилиндр обеспечивает возможность перемещения (подъема и опускания) задних колес 5 из рабочего положения (при котором колеса подняты) в транспортное положение, при котором колеса опущены для перемещения агрегата к месту эксплуатации (фиг.8). На двух поперечных балках 8 рамы 1, расположенных друг за другом в передней части рамы, равномерно распределены и закреплены секции дисковых рабочих органов, каждая из которых представляет собой, по крайней мере, один диск 10 с режущей кромкой, закрепленный на вертикальной стойке 9 (фиг.2, 3). Диски рабочих органов одного ряда ориентированы в противоположном направлении относительно дисков соседнего ряда. Диски расположены под углом к продольной оси агрегата 10-20°, что обеспечивает оптимальные условия врезание дисков в почву и ее сдвиг. Возможен вариант выполнения секции дискового рабочего органа в виде вертикальной стойки 9 с закрепленными на ней двумя дисками 10, конструктивно соединенных между собой, расположенными на одной высоте параллельно друг другу, и имеющими независимые оси вращения (фиг.3). Дисковые рабочие органы, размещенные в два ряда обеспечивают предварительное рыхление поверхностного слоя почвы на глубину до 5-7 см, сдвигая почву вправо/влево без переворачивания пласта почвы. За рядами дисковых рабочих органов расположены рабочие органы, представляющие собой плоскорежущие лапы 11 на стойках 12, прикрепленных к продольным брусьям 2 рамы 1, при этом рабочие органы расположены со смещением друг относительно друга. Плоскорежущие лапы могут быть расположены в шахматном порядке или линейно, обеспечивая при этом вспашку почвы по всей ширине захвата агрегата.
Плоскорежущая лапа состоит из правого и левого крыльев 13 и закрепленных на них лемехов 14 (фиг.4). На крыльях закреплены сменные рыхлители-стабилизаторы 15, представляющие собой уголки (фиг.5). Данные уголки получены путем сгиба пластины, имеющей форму параллелограмма, по линии 16 (фиг.5). Для достижения оптимального результата, изгиб выполнен по линии, делящей пластину в форме параллелограмма на две равновеликие части, например, две равнобокие трапеции. Линия сгиба 16 может быть расположена таким образом, что параллелограмм разделен на две трапеции, на два треугольника (по одной из диагоналей параллелограмма), или, как вариант, на треугольник и трапецию. При сгибе пластины получаются рыхлители-стабилизаторы 15 в виде уголков, которые устанавливают на правом и левом крыльях 13 лапы 11. Уголки, на противоположных крыльях лапы имеют зеркально-симметричное расположение. При этом уголки размещают таким образом, что угол сгиба пластины уголка обращен к стойке, а кромка, являющаяся режущей, расположена параллельно линии направления движения орудия с заявляемым рабочим органом. Каждый уголок выполнен с возможностью перезакрепления в случае износа рыхлителя-стабилизатора 15 с одной стороны на другую, которая также имеет режущую кромку.
За задними колесами 5 на двух тягах 17 расположен почвообрабатывающий каток 18, содержащий закрепленные на валу дисковые пластины 19 с закрепленными на них параллельно валу и перпендикулярно радиусу пластины с зубчатыми планками 20.
Дисковые пластины 19 могут быть выполнены в форме правильных многоугольников, к сторонам которых приварены зубчатые планки 20. Зубцы на планках 20 могут иметь форму треугольных или трапециидальных пластин, приваренных к планке параллельно оси движения катка. Зубцы на планках 20 могут быть получены путем отгиба на прямой угол частей планок, расположенных между краем длинной стороны планки 20 и предварительно выполненными надрезами. Линии параллельных надрезов могут быть расположены в шахматном порядке по противоположным сторонам зубчатой планки 20. Количество зубцов на планке зависит от состава, влажности и засоренности обрабатываемой почвы.
Почвообрабатьшающий агрегат работает следующим образом.
Агрегат транспортируют к месту обработки почвы, при этом задние колеса 5 находятся в нижнем транспортном положении, обеспечивая при этом сохранность рабочих органов и почвообрабатывающего катка 18, которые находятся в приподнятом относительно поверхности земли положении. Перед обработкой почвы агрегат переводят из транспортного положения в рабочее. Для этого задние колеса 5 с помощью гидроцилиндра 7 перемещают вверх так, чтобы рабочие органы 10 и 11 агрегата погрузились в землю, а опорой для рамы стали передние колеса 3. При продольном движении заявляемого устройства почва подвергается последовательной обработке каждым из рабочих органов. Сначала диски 10 первого ряда секций дисковых рабочих органов разрезают и сдвигают слой почвы глубиной 5-7 см в одну сторону, затем аналогичным образом диски 10 второго ряда секций дисковых рабочих органов разрезают сдвигают почву в противоположном направлении. В результате данных действий происходит рыхление верхнего слоя почвы без переворачивания пласта почвы и образования свальных гребней. Следующим этапом лемеха 14 плоскорежущих лап 11 безотвально режут почву на заданной глубине в горизонтальном, а рыхлители-стабилизаторы 15 в вертикальном направлениях. Глубина обработки почвы при этом достигает 14-18 см. Пласт почвы, попадая на рыхлитель-стабилизатор, разрезается его режущей кромкой. При износе режущих кромок рыхлителей-стабилизаторов, участвующих в обработке почвы, их открепляют, переворачивают и закрепляют посредством других крепежных отверстий. Завершающим этапом обработки является выравнивание и уплотнение почвы с помощью катка 18, зубцы которого режут и дробят комки почвы, а планки 20 приминают и выравнивают обработанную почву. Таким образом, обеспечивается полноценная обработка почвы без применения отвальных технологий. После окончания работы агрегат вновь приводят в транспортное положение.
Пример конкретного выполнения.
Был изготовлен почвообрабатывающий агрегат, ширина захвата которого составляла 3000 мм. Рама агрегата выполнена из труб квадратного сечения с шириной 100 мм. Агрегат снабжен 20 секциями дисковых рабочих органов, расположенных в 2 ряда, при этом ряды расположены на расстоянии 700 мм друг от друга. Секции включают в качестве рабочих органов диски диаметром 500 мм, установленные под углом 15° к продольной оси агрегата. За секциями дисковых рабочих органов установлены в шахматном порядке 5 рабочих органов в виде плоскорежущих лап. Каждая плоскорежущая лапа обеспечивает ширину захвата 700 мм, и снабжена рыхлителями-стабилизаторами в количестве 4 штук, по 2 на каждом крыле лапы рабочего органа. Рыхлители-стабилизаторы расположены симметрично зеркально относительно держателя (стойки) рабочего органа. Рыхлители-стабилизаторы выполнены из стальной пластины толщиной 6 мм. Заготовка рыхлителя-стабилизатора представляет собой пластину в форме параллелограмма с острым углом 30° и геометрическими размерами: длинная сторона - 160 мм, высота - 40 мм. Каждая пластина согнута по линии, делящей заготовку на две равновеликие части, в нашем случае на две равнобокие трапеции. За рабочими органами в виде плоскорежущих лап, размещен почвообрабатывающий каток с шириной захвата 3100 мм, диаметром 420 мм. На дисках катка были установлены зубчатые планки в количестве 8 штук с равномерным их распределением по окружности катка, На каждой планке выполнено по 25 зубцов с высотой 60 мм и заточкой в верхней части.
Заявляемый агрегат обеспечивает качественную обработку почвы за счет разрезания крупных комков почвы рыхлителями-стабилизаторами в нижней части обрабатываемого пласта и измельчения зубцами катков - в его верхней части.