ВИБРАЦИОННЫЙ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ ПОЧВЫ
VIBRATORY SUBSOIL CULTIVATOR

Изобретение относится к отрасли сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для противоэрозионной обработки почвы.
Известен вибрационный глубокорыхлитель [1], включающий основную раму, шарнирно соединенную с ней дополнительную раму, на которой закреплены рабочие органы, вибродвигатель, сообщенный магистралями с источником давления, пульсатор, коллекторы.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции вибродвигателя, отсутствие перекрытия между рабочими органами, не предусмотрена регулировка угла резания и амплитуда колебаний, невозможность применения орудия на почвах с влажностью до 40% из-за налипания почвы на рабочие органы.
Известен рыхлитель почвы с газодинамическим интенсификатором [2]. Рыхлитель содержит раму, подпружиненный зуб с каналами и отверстиями, выпускную камеру, запорное устройство и систему управления.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции рыхлителя, постоянно открытое отверстие в мембране увеличивает время повторения циклов, уменьшает частоту колебаний рыхлителя; не предусмотрены установки необходимого угла резания и амплитуды колебаний; невозможность применения рыхлителя на почвах влажностью до 40%.
Целью предлагаемого технического решения является снижение тягового сопротивления, повышение качества рыхления и производительности работы глубокорыхлителя при обработке почвы как повышенной до 40% влажности, так и пониженной до 14%.
Достигается поставленная цель тем, что каждый плоскорежущий рабочий орган вибрационного глубокорыхлителя смонтирован на основную раму посредством промежуточного звена в виде продольной горизонтальной балки, соединенной с помощью вертикальных полок и двух горизонтальных шарниров с продольными балками основной рамы и снабжен упругими элементами в виде пружин сжатия, при этом отверстия в задних вертикальных полках под ось горизонтального шарнира выполнены в виде радиальных овалов относительно переднего горизонтального шарнира и позволяют рабочим органам совместно с продольными балками колебаться в продольно-вертикальной плоскости с возможностью установки необходимого угла резания и амплитуды колебаний. Кроме того, в левом и правом лемехах каждого рабочего органа выполнены сопловые отверстия, к которым посредством магистралей подается воздух с необходимым давлением от ресивера трактора через пульсатор с необходимой частотой или же постоянным, минуя пульсатор.
На фиг.1 изображен вибрационный глубокорыхлитель, вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - вид по А-А.
Вибрационный глубокорыхлитель состоит из основной рамы 1 с вертикальными полками, элементами навески, установки пружин сжатия, элементами установки верхних концов шарнирных штанг в виде горизонтальных упоров с отверстиями на задних вертикальных полках, опорных колес 2 с элементами регулировки глубины обработки почвы, продольных горизонтальных балок 3 с элементами установки пружин сжатия, осей горизонтальных шарниров 4 и 5, посредством которых балки 3 смонтированы с вертикальными полками основной рамы 1, упругих элементов в виде пружин сжатия 6, центрирующих пружины 6 опорных подвижных тарелок 7 плоскорежущих рабочих органов 8 с элементами установки на балки 3 и сопловыми отверстиями 9, болтов с гайками 10 привода в рабочее состояние пружин 6, регулирующих угол резания и амплитуду колебаний рабочих органов 8, шарнирных штанг 11 с гайками 12 и 13, трехходовых кранов 14, пульсатора 15, коллектора 16, магистралей подачи воздуха 17.
Работает вибрационный глубокорыхлитель следующим образом. Навешивается на трактор основная рама 1 с опорными колесами 2. Посредством осей шарниров 4 монтируются продольные горизонтальные балки 3 с плоскорежущими рабочими органами 8, посредством гаек 12, 13 и отверстий в горизонтальных упорах задних вертикальных полок рамы 1 монтируются верхними концами штанги 11, устанавливаются на центрирующие элементы балок 3 пружины 6 с подвижными центрирующими тарелками 7. Опускают основную раму 1. Под действием сил почвы на рабочие органы 8 и веса рамы 1 балки 3 на осях шарниров 4 повернутся против часовой стрелки и займут положение параллельное продольным балкам основной рамы 1. Направляя нижние цилиндрические концы штанг 11, устанавливают оси задних шарниров 5 с последующей фиксацией от осевого смещения. На основную раму 1 монтируют трехходовые краны 14, пульсатор 15, коллектор 16, магистрали подачи воздуха 17 от ресивера к рабочим органам 8.
На почвах твердых с влажностью до 14% гайками 12 устанавливают угол резания 15°, ориентируясь по градусной шкале, выполненной от 0 до 25° с шагом 5° на задних вертикальных полках рамы 1, гайками 13 устанавливают амплитуду колебаний, равную 4-5 мм, измеряя зазор S между горизонтальным упором задней вертикальной полки и гайками 13. Вворачивая болты 10, посредством подвижных тарелок 7 приводят пружины 6 в рабочее состояние.
Рукоятками кранов 14 устанавливают режим подачи воздуха от ресивера трактора через пульсатор 15. Остальные регулировки выполняют согласно инструкции по эксплуатации плоскореза-глубокорыхлителя. Подъезжают к краю поля, опускают орудие и начинают движение. Как только рабочие органы 8 глубокорыхлителя внедрятся в неразрыхленную почву, они под действием сил реакции почвы повернутся против часовой стрелки вокруг осей шарниров 4, сжимая пружины 6. При подаче порции сжатого воздуха, например, от пульсатора 15 к сопловым отверстиям 9 рабочих органов 8, почва приподнимается, рыхлится, усилие сопротивления почвы уменьшается, рабочие органы 8 под действием пружин 6 поворачиваются относительно оси шарнира 4 по часовой стрелке. Далее циклы повторяются с частотой, равной 180-240 циклов в минуту. Угол резания будет изменяться от 15° до 20°.
При этом тяговое сопротивление почвы орудию уменьшается на 30-36% от колебаний рабочих органов 8 в продольно-вертикальной плоскости и от периодической подачи воздуха, улучшается качество крошения почвы, уменьшается развальная борозда за стойкой (стойка колеблется совместно с рабочим органом), уменьшается налипание почвы на рабочие органы. Улучшается заглубление рабочих органов в почву. Исключается образование плужной подошвы.
На почвах с нормальной влажностью и твердостью угол резания устанавливают гайками 12 и 13, так чтобы он изменялся от 0 до 5° с амплитудой 4-5 мм. Порции воздуха от пульсатора 15 с частотой, равной 180-240 циклов в минуту, подается к сопловым отверстиям 9 рабочих органов 8 посредством магистралей 17. Тяговое сопротивление почвы орудию при этом уменьшается на 30-35% за счет колебаний рабочих органов в продольно-вертикальной плоскости и от периодической подачи воздуха, улучшается качество крошения почвы, уменьшается развальная борозда за стойкой, улучшается заглубляемость рабочих органов в почву, исключается образование плужной подошвы, уменьшается налипание почвы на рабочие органы.
Практикой доказано [3], что серийные глубокорыхлители в условиях повышенной до 40% влажности неработоспособны из-за налипания почвы на рабочие органы, исключается их применение на первых весенних обработках. Предлагаемый вибрационный глубокорыхлитель может применяться и в условиях повышенной влажности почвы (до 40%). Для этого угол резания и амплитуда колебаний устанавливаются так же, как и на почвах с нормальной влажностью и твердостью гайками 12 и 13, рукоятками трехходовых кранов 14 подачу воздуха переключают в постоянный режим, минуя пульсатор 15. Воздух, подаваемый от ресивера под необходимым давлением к сопловым отверстиям 9 рабочих органов 8, препятствует налипанию почвы, являясь как бы прослойкой между лемехами и грунтом, крошит и разуплотняет почву, уменьшает ее влажность, при этом повышается биологическая активность почвы, улучшается ее воздушный режим.
Колебания рабочих органов 8 происходят с малой интенсивностью в зависимости от флуктуации почвы. Тяговое сопротивление почвы орудию уменьшается на 29-33% за счет постоянной подачи воздуха и от свободных колебаний рабочих органов в продольно-вертикальной плоскости, количество пожнивных остатков на поверхности почвы остается в пределах агротребований.
Литература
1. А.с. СССР №1116985, 1984.
2. Патент РФ №2281634, 2006.
3. Хоменко Н.С. Механизация противоэрозионной обработки почвы. Киев: Урожай, 1980.