Комбинированный почвообрабатывающий агрегат

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к комбинированным агрегатам для обработки почвы.
Известен культиватор-плоскорез КПГ-250, состоящий из рамы, опорных колес с механизмами регулирования глубины обработки и двух плоскорежущих лап, состоящих из стойки, башмака с долотом и лемехами и крепящихся к раме болтами. В верхней части стойки расположен кронштейн с регулировочным болтом и выполнены два отверстия для крепления стойки к кронштейну рамы, причем второе по ходу движения отверстие выполнено в виде вертикального паза. Регулировка угла вхождения плоскорежущей лапы в почву производится за счет ее поворота вокруг переднего болта. Плоскорежущие лапы для работы на рыхлых почвах рекомендуется устанавливать таким образом, чтобы лезвия лемехов располагались в горизонтальной плоскости, а на уплотненных почвах передняя часть лемехов должна быть установлена ниже задней на 15…20 мм или под углом 5°. Выбранное положение плоскорежущей лапы фиксируется регулировочным болтом на стойке лапы и болтами крепления лапы к кронштейну рамы орудия (Сергеев И.Ф., Сычугов Н.П. Сельскохозяйственные машины. М.: Агропромиздат, 1986. С. 21-23).
Недостатком орудия является низкое качество обработки почвы при большой глубине рыхления, так как кронштейны с регулировочными болтами на боковых поверхностях стоек плоскорежущих лап способствуют сгруживанию растительных остатков и почвы перед стойкой с последующим забиванием ими пространства между рамой орудия и почвой. Чтобы избежать этого, стойки лап удлиняют, что обуславливает их высокую металлоемкость.
Известно орудие для основной обработки почвы, состоящее из рамы, опорного колеса с механизмом регулирования глубины обработки почвы, плоскорезных лап, которые крепятся к кронштейнам крепления рамы посредством болтовых соединений с эксцентриковыми втулками, причем центры отверстий в стойках плоскорезных лап расположены под углом α/2 к плоскости лезвий лемехов плоскорезной лапы, а величина эксцентриситета втулки равна:
а
4e ≤ ⋅ tgα,
e
где  - величина эксцентриситета, м;
α
- максимальный угол вхождения плоскорезной лапы в почву, град.;
a
- расстояние между крайними отверстиями кронштейна крепления, м.
Регулировка угла вхождения плоскорезной лапы в почву посредством ослабления болтовых соединений и поворота эксцентриковых втулок в отверстиях стоек лап позволяет адаптировать орудие к условиям эксплуатации (Пат. 2356203 РФ, МПК A01B 49/02, A01B 35/00. Комбинированное орудие для основной обработки почвы / П.А. Савиных, В.Л. Андреев, С.Л. Демшин, Р.Р. Нуризянов. - № 2007144956/12; заявл. 03.12.2007; опубл. 27.05.2009; Бюл. №15).
Недостатком данного орудия является достаточно высокая сложность конструкции и большая номенклатура деталей механизма регулирования угла вхождения плоскорежущей лапы в почву, сложность процесса регулировки.
3
Известен плоскорез с изменяемой шириной захвата, содержащий раму с опорными колесами, состоящую из центральной секции и двух боковых секций. Боковые секции в передней части соединены с центральной секцией посредством вертикальных шарниров, а в задней части через упругие элементы и рычаги связаны с подвижной опорой, которая перемещается с помощью гидроцилиндра, установленного на центральной секции рамы. Плоскорежущая лапа на центральной секции закреплена жестко, а на боковых секциях лапы крепятся посредством коромысел и шатунов. Для изменения ширины захвата орудия шток гидроцилиндра перемещает подвижную опору, которая поворачивает рычаги, изменяющие, в свою очередь, положение боковых секций. Плоскорежущие лапы сохраняют заданное направление, так как они жестко соединены с коромыслами, которые с шатунами и секциями рамы образуют шарнирные четырехзвенники (А.с. 961576 СССР, МКИ A01B 35/30. Почвообрабатывающее орудие / А.Д. Кормщиков. - №3234024/35; заявл. 08.01.1981; опубл. 30.09.1082; Бюл. № 36).
Недостатком данного орудия является чрезмерная сложность механизма регулирования рабочей ширины захвата, высокая металлоемкость и низкая надежность конструкции, что ограничивает его практическое использование.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявленному устройству является комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий раму с последовательно расположенными на ней опорными колесами с механизмами регулировки глубины обработки почвы, плоскорежущими лапами, закрепленными на кронштейнах рамы посредством болтовых соединений с эксцентриковыми втулками, у которых ширина части, находящейся внутри отверстия стойки, не превышает толщину стойки, а часть втулки, выступающая за толщину стойки, имеет диаметр больший, чем отверстие стойки, причем центры отверстий в стойке плоскорежущей лапы расположены под углом α/2 к плоскости лезвий ее лемехов, и дисковыми батареями, жестко установленными на брусе рамы параллельно рядам плоскорежущих лап на расстоянии 0,5…0,8 м (Пат. 2604296 РФ, МПК A01B 49/02. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат / С.Л. Демшин, Д.А. Черемисинов, Е.А. Владимиров. - № 2015111946/13; заявл. 01.04.2015; опубл. 10.12.2016; Бюл. №34).
Недостатком данного комбинированного почвообрабатывающего агрегата является невозможность его адаптации к условиям эксплуатации посредством изменения рабочей ширины захвата и регулировки угла вхождения плоскорежущих лап в почву, что негативно влияет на качество и энергоемкость обработки почвы.
Заявляемая полезная модель улучшает качество и снижает энергоемкость обработки почвы комбинированным почвообрабатывающим агрегатом за счет возможности быстро адаптировать его ширину захвата к условиям эксплуатации, упрощает конструкцию механизма и процесс регулирования угла вхождения плоскорежущей лапы в почву.
Поставленная задача решается за счет того, что у комбинированного почвообрабатывающего агрегата, содержащего раму с последовательно расположенными на ней опорными колесами с механизмами регулировки глубины обработки почвы, плоскорежущими лапами, закрепленными на кронштейнах рамы посредством болтовых соединений с эксцентриковыми втулками, у которых ширина части, находящейся внутри отверстия стойки, не превышает толщину стойки, а часть втулки, выступающая за толщину стойки, имеет диаметр больший, чем отверстие стойки, причем центры отверстий в стойке плоскорежущей лапы расположены под углом α/2 к плоскости лезвий ее лемехов, и дисковыми батареями, жестко установленными на брусе рамы, согласно предлагаемой полезной модели плоскорежущие лапы крепятся к кронштейнам рамы, имеющим сквозные отверстия и площадки с двух сторон бруса рамы для монтажа плоскорежущих лап посредством болтовых соединений, причем ширина кронштейна рамы равна междуследовому расстоянию смежных дисков дисковой батареи при установочном угле атаки за вычетом толщины стойки плоскорежущей лапы, при этом один из болтов установлен в горизонтальной прорези стойки плоскорежущей лапы высотой, равной диаметру болта, и длиной не менее суммы диаметра болта и величины эксцентриситета втулки, а второй болт - в соответствующем отверстии стойки плоскорежущей лапы в эксцентриковой втулке, величина эксцентриситета которой должна удовлетворять условию:
а
2e ≤  ⋅ tgα,
e
где  - величина эксцентриситета втулки, м;
α
- максимальный угол вхождения плоскорежущей лапы в почву, град.;
a
- расстояние между отверстиями кронштейна крепления, м.
Технологическая схема почвообрабатывающего агрегата, при которой дисковая батарея воздействует на пласт почвы, сходящий с плоскорежущих лап, обеспечивает высокое качество безотвальной обработки почвы с созданием на поверхности мульчирующего слоя. При жесткой фиксации рабочих органов агрегата относительно рамы заданная глубина обработки почвы обеспечивается опорными колесами и частично дисковыми батареями, что значительно повышает качество обработки вследствие более высокой стабильности хода по глубине плоскорезных лап и дисковых батарей.
b
При смене условий эксплуатации вследствие изменения используемого тягового средства, физико-механических свойств почвы, рельефа местности или агротехнических требований на возделывание сельскохозяйственных культур необходимо быстро адаптировать комбинированный почвообрабатывающий агрегат к новым условиям. В этом случае за счет наличия кронштейнов крепления, которые имеют сквозные отверстия и площадки с двух сторон бруса рамы для монтажа плоскорежущих лап посредством болтовых соединений, причем ширина кронштейна рамы равна междуследовому расстоянию  смежных дисков дисковой батареи при установочном угле атаки за вычетом толщины стойки плоскорежущей лапы, возможно уменьшение или увеличение ширины захвата комбинированного почвообрабатывающего агрегата при установке плоскорежущих лап на внутренние или внешние площадки кронштейнов крепления и соответствующем монтаже или демонтаже крайних дисков дисковых батарей. Возможность быстрого изменения ширины захвата агрегата позволяет более эффективно использовать агрегатируемое тяговое средство, что позволяет снизить энергоемкость обработки почвы за счет выбора оптимальной нагрузки и соответственно улучшить качество обработки почвы за счет эксплуатации машинно-тракторного агрегата в зоне оптимальных согласно агротехнических требований рабочей глубины обработки и скорости движения.
Для регулировки угла вхождения плоскорежущих лап в почву болтовые соединения ослабляют и за счет поворота эксцентриковой втулки, находящейся в одном из крепежных отверстий стойки плоскорежущей лапы, изменяют положение последней относительно кронштейна крепления рамы. Размещение одного из болтов в горизонтальной прорези стойки плоскорежущей лапы, высотой, равной диаметру болта, и длиной не менее суммы диаметра болта и величины эксцентриситета втулки, позволяет осуществлять плавную регулировку угла вхождения плоскорежущей лапы в почву путем изменения положения эксцентриковой втулки. При этом установка эксцентриковой втулки в отверстии крепления стойки лапы в противоположные положения по высоте должна обеспечить в одном случае минимальный угол вхождения плоскорежущей лапы в почву, равный 0°, во втором - максимальный, равный 5°. Предложенная конструкция механизма регулировки угла вхождения плоскорежущих лап в почву за счет использования на каждой лапе одного болтового соединения с эксцентриковой втулкой значительно упрощает изготовление крепежа и снижает сложность регулировки угла вхождения плоскорежущей лапы в почву.
На чертежах представлены схемы, поясняющие сущность изобретения: фиг. 1 - общая схема комбинированного почвообрабатывающего агрегата для двух вариантов размещения плоскорежущих лап; фиг. 2 - схема крепления плоскорежущей лапы на раме агрегата.
Комбинированный почвообрабатывающий агрегат (фиг. 1) содержит раму 1 с последовательно расположенными на ней опорными колесами 2 с механизмами 3 регулировки глубины обработки почвы, плоскорежущими лапами 4, закрепленными на кронштейнах рамы посредством болтовых соединений, дисковыми батареями 5, которые жестко зафиксированы относительно рамы и имеют механизмы регулировки глубины обработки почвы 6. При этом кронштейны крепления рамы агрегата имеют сквозные отверстия и площадки с двух сторон бруса рамы для монтажа плоскорежущих лап посредством болтовых соединений, а ширина кронштейна рамы равна междуследовому расстоянию смежных дисков дисковой батареи за вычетом толщины стойки плоскорежущей лапы. Плоскорежущая лапа крепится к кронштейну 7 рамы (фиг. 2) посредством болтовых соединений, при этом один из болтов установлен в горизонтальной прорези стойки, а второй болт 8 - в соответствующем отверстии стойки плоскорежущей лапы в эксцентриковой втулке 9.
Комбинированный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом. При движении агрегата долота плоскорежущих лап 4 разрыхляют слой почвы, а лемеха лап подрезают и приподнимают его, обеспечивая необходимое крошение почвы и подрезание корней сорняков. Дисковая батарея 5 производит рыхление (на глубину до 6…8 см) верхнего слоя почвы, что уменьшает количество сорных растений и способствует лучшему разложению растительных остатков.
Заданную глубину обработки почвы и стабильность хода по глубине плоскорежущих лап 4 и дисковых батарей 5 поддерживают опорные колеса 2 и частично дисковые батареи 5 за счет их жесткого крепления на раме 1 при помощи соответствующих механизмов регулировки глубины обработки почвы 3 и 6. Регулировка рабочей ширины захвата агрегата осуществляется посредством перестановки плоскорежущих лап 4 на внутренние или внешние площадки кронштейнов крепления 7 рамы 1 при соответствующем монтаже или демонтаже крайних дисков дисковой батареи 5. Регулировка угла вхождения плоскорежущей лапы в почву выполняется посредством ослабления болтовых соединений 8 и поворота эксцентриковой втулки 9 в отверстии стойки лапы.
Использование комбинированного почвообрабатывающего агрегата по сравнению с прототипом за счет возможности быстро адаптировать его ширину захвата и угол вхождения плоскорежущих лап к изменяющимся условиям эксплуатации позволит существенно улучшить качество обработки почвы и снизить ее энергоемкость, а кроме того, упростить конструкцию и процесс регулировки угла вхождения плоскорежущей лапы в почву.