УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЫХЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям и может быть использована при организации работ по рыхлению почвы, как перед посадкой, так и уборкой картофеля и других корнеплодов.
В механизации производства картофеля наиболее трудоемким процессом является уборка. Это объясняется тем, что существующие картофелеуборочные машины работают неудовлетворительно, особенно на тяжелых почвах. Содержание примесей в виде почвенных комков в убранном материале может достигать 70%. Источником связных почвенных комков, являются зоны, расположенные в основании грядки, где не развивается клубневое гнездо.
Из уровня техники известны картофелеуборочные устройства, оснащаемые съемными элементами для подкапывания пласта почвы перед уборкой (патент SU №123786). Устройства предназначены для уборки урожая, и предварительное рыхление почвы является их дополнительной, не всегда эффективной функцией.
Известно устройство для подготовки посадок картофеля к машинной уборке, включающее два подкапывающих рабочих органа типа культиваторной плоскорежущей лапы, устанавливаемых по бокам грядки со смещением относительно ее продольной оси. Подкапывание грядки осуществляют путем последовательного подрезания каждой из ее половин с одновременным подъемом и смещением соответствующих половин к продольной оси грядки (а.с. СССР №1060138).
Недостатком данного устройства является неудовлетворительное крошение клубненосного пласта из-за последовательного расположения и формы рабочих органов. Данное устройство не обеспечивает извлечение клубней на поверхность поля.
Известен выкапывающий рабочий орган для корнеклубнеплодов, содержащий подрезающее устройство в виде скобы и закрепленные на нем с образованием петель гибкие элементы, при этом каждый последующий от основания скобы элемент имеет большую по отношению к предыдущему длину (а.с. СССР №1676493).
Недостатком данного рабочего органа является забиваемость гибких элементов, так как они не обеспечивают прохождение растительных остатков. Гибкие элементы травмируют клубни, при работе выглубляются на поверхность и не обеспечивают извлечение клубней на поверхность поля.
Известно устройство, предназначенное для рыхления посадок картофеля перед машинной уборкой, содержащее, по крайней мере, два лемеха, закрепленные на раме с некоторым промежутком между ними. Активный привод лемехов осуществляется от вибровозбудителя, установленный на той же раме. Второй и последующие лемеха имеют регулировку по высоте относительно лезвия предыдущего лемеха. При движении агрегата первый лемех подкапывает клубненосный пласт ниже уровня залегания клубней, и вибрационным воздействием рыхлит его, перемещая клубни в верхние горизонты (а.с. СССР №1496696).
Недостатком устройства является наличие вибровозбудителя, который требует наличия источника энергии, в результате чего в процессе эксплуатации устройство характеризуется значительной энергоемкостью. Кроме того, удовлетворительное крошение клубненосного пласта при использовании известного устройства достигается только при низких скоростях его перемещения, что способствует низкой производительности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство, используемое в реализации способа подготовки посадок картофеля к машинной уборке по авторскому свидетельству №1524841. Известное устройство содержит раму с установленными на ней подкапывающими органами (правый и левый) типа плоскорежущей культиваторной лапы. На раме также при помощи плоских пружин установлены плоские лыжеобразные дефлекторы (левый и правый), пружины обеспечивают возможность перемещения дефлекторов в плоскости, перпендикулярной направлению движения устройства. Подкапывающие органы и дефлекторы оснащены фиксирующими приспособлениями для их фиксации в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно рамы.
Известная конструкция характеризуется сложностью в изготовлении и регулировке. Отсутствие отвальной поверхности не способствует извлечению клубней на поверхность поля, а формы рабочих поверхностей не обеспечивают удовлетворительного крошения клубненосного пласта. Отсутствуют элементы рабочих органов, обеспечивающие рыхление междурядья.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности процесса уборки корнеплодов, а именно обеспечение предварительного рыхления почвы при помощи, заявляемого в качестве полезной модели устройства, применяемого перед уборкой или посадкой.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении крошения клубненосного пласта с одновременным извлечением клубней картофеля на поверхность поля перед уборкой. Кроме того, при использовании заявляемого технического решения при подготовке почвы к посадке обеспечивается качественное крошение почвы перед посадкой картофеля.
Поставленная задача решается тем, что в универсальном рыхлителе, включающем раму, на которой укреплена, по крайней мере, одна пара подкапывающих рабочих органов, представляющих собой правый и левый плоскорежущие лемеха, закрепленные на стойке, согласно техническому решению, рабочие органы каждый рабочий орган пары с левым или правым плоскорежущими лемехами, снабжен вертикальным лемехом с заточкой, право- или левооборачивающим закрепленным на стойке лемешно-отвальным элементом соответственно, и направляющим устройством, выполненным с возможностью удержания и частичной сепарации почвы, при этом рабочие органы каждой пары обращены друг к другу лемешно-отвальными элементами и заточками вертикальных лемехов. Направляющее устройство может быть выполнено в виде прутков различной длины, укрепленных по краю лемешно-отвального элемента, при этом длина прутков уменьшается от стойки рабочего органа к краю лемешно-отвального элемента. Лемешно-отвальный элемент представляет собой вогнутую рабочую поверхность в форме, близкой к треугольной, с криволинейной режущей кромкой и закреплен под углом 30-60° к стойке рабочего органа, при этом угол заточки режущей кромки составляет 5-12°. Лемешно-отвальный элемент может быть выполнен составным из двух и более плоских деталей, жестко сопряженных между собой под углом 100-130°. Рабочие органы каждой пары закреплены на раме на расстоянии друг от друга 200-800 мм в зоне картофельного гребня и 100-600 мм в зоне междурядья. Рыхлитель снабжен обтекателем, закрепленным по торцу стойки. Угол заточки вертикального лемеха составляет 15-30°, а угол заточки правого и левого плоскорежущих лемехов составляет 15-30°.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 схематично представлен общий вид орудия с парами рабочих органов.
На фиг.2 схематично представлен общий вид рабочего органа.
На фиг.3 схематично представлен вид сбоку рабочего органа со стороны размещения дополнительного лемешно-отвального элемента.
На фиг.4 представлен вид сверху на рабочий орган.
На фиг.5 приведена схема подкапывания пласта почвы с применением заявляемого сельскохозяйственного орудия.
На фиг.6 схематично изображено размещение лемешно-отвального элемента относительно стойки рабочего органа.
Позициями на чертежах обозначены:
1. рама,
2. стремянка,
3. кронштейн,
4. замок автосцепки,
5. пластина,
6. рабочий орган,
7. стойка,
8. правый лемех,
9. левый лемех,
10. вертикальный лемех,
11. лемешно-отвальный элемент,
12. обтекатель,
13. заточка вертикального лемеха,
14. прутки,
15. нижняя кромка лемешно-отвального элемента,
16. верхняя кромка лемешно-отвального элемента,
17. колесо.
Заявляемый универсальный рыхлитель может быть использован в качестве устройства, осуществляющего предварительное рыхление почвы перед посадкой и/или уборкой картофеля и других корнеплодов. Устройство является навесным и состоит из рамы 1, к которой посредством стремянок 2, кронштейнов 3 и пластин 5 прикреплены рабочие органы 6. Каждый рабочий орган 6 представляет собой стойку 7, на которой, например, методом сварки закреплены с одной стороны - правый 8 или левый 9 лемех с заточкой, с другой стороны - лемешно-отвальный элемент 11, а с торцевой передней стороны вертикальный лемех 10. Стойка 7 может быть выполнена в виде пластины, например, трапецеидальной формы. Стойка закреплена между пластинами 5. Правый или левый лемех представляет собой металлическую пластину, закрепленную на стойке перпендикулярно его плоскости и под углом 5…15° к плоскости обрабатываемого пласта. Лемех 8, 9 может быть выполнен в форме прямоугольного треугольника или близкой к ней. Сторона треугольника, являющаяся гипотенузой, выполнена с заточкой для обеспечения эффективного рыхления междурядий. Угол заточки лемеха 8, 9 выбран из диапазона 15…30°.
Наиболее оптимальным для подготовки почвы к уборке картофеля является угол заточки лемеха равный 19°. С другой стороны стойки укреплен лемешно-отвальный элемент 11, функционально совмещающий возможности подрезающего лемеха и отвального органа. Лемешно-отвальный элемент 11 выполнен в виде вогнутой криволинейной или плоской металлической пластины треугольной или близкой к ней формы и закреплен на стойке 7. Угол постановки лемешно-отвального элемента к плоскости стойки γ составляет 30-60°, а угол постановки лемешно-отвального элемента ко дну борозды α составляет 25-35°. Таким образом, углы α и γ однозначно определяют положение лемешно-отвального элемента по отношению к стойке и рабочему органу в целом. Нижняя кромка 15 лемешно-отвального органа заточена и расположена под углом 5…12° к плоскости подрезаемого пласта почвы.
Лемешно-отвальные элементы 11 правого и левого рабочих органов выполнены левооборачивающими и правооборачивающими соответственно. Вертикальный лемех 10 закреплен на торцевой поверхности стойки 7 в центральной части рабочего органа и размещен в плоскости стойки. Вертикальный лемех 10 представляет собой металлическую пластину в форме, близкой к треугольной, и снабжен заточкой 13 с углом 15…30°. Вертикальный лемех 10 предназначен для разделения почвенного пласта на зону гребня и зону междурядья. Каждый рабочий орган снабжен направляющим устройством, предназначенным для направления потока разрыхленной почвы с клубнями и ее частичной сепарации с образованием гряды между двумя парными рабочими органами. Направляющее устройство может быть выполнено в виде нескольких прутков 14 разной длины толщиной от 5 до 15 мм, укрепленных на стойке или на верхней кромке 16 лемешно-отвального элемента 11. Длина каждого последующего, начиная от стойки, прутка, короче предыдущего. Прутки 14 укреплены под углом друг к другу и, в случае крепления к верхней кромке лемешно-отвального элемента, расположены в плоскости размещения его отвальной части. Над вертикальным лемехом 10 расположен обтекатель 12, вертикально закрепленный по высоте стойки и выполненный в виде прутка, диаметром, соответствующим толщине стойки. Рабочие органы закреплены на раме в один ряд попарно, при этом пары рабочих органов образованы следующим образом: рабочий орган с правым лемехом содержит левооборачивающий лемешно-отвальный элемент, а рабочий орган с левым лемехом содержит правооборачивающий лемешно-отвальный элемент. Пары рабочих органов составлены так, что право- и левооборачивающие лемешно-отвальные элементы 11, а также прутки 14 направляющих устройств парных рабочих органов 6 обращены друг к другу. Таким образом, парами рабочих органов являются зеркально расположенные рабочие органы относительно вертикальной плоскости, проходящей посередине между стойками соседних рабочих органов. Устройство также снабжено опорными колесами 17 с регулировкой по высоте и замком автосцепки 4 для крепления на навеске тягового устройства.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Орудие транспортируют к месту эксплуатации, отрегулировав колеса относительно поверхности, на величину заглубления подкапывающих рабочих органов. Затем орудие навешивают на навеску тягового устройства, например, трактора класса 1,4. Отличительная особенность заявляемого устройства состоит в том, что непосредственно перед процессом посадки клубней картофеля, а также перед его уборкой, устройство обеспечивает рыхление почвенного пласта. При уборке картофеля источником связных почвенных комков являются зоны, расположенные в основании грядки, где не развивается клубневое гнездо. Универсальный рыхлитель располагают таким образом, что стойки его рабочих органов размещены в междурядьях посадок. При движении трактора с навешенным рыхлителем, рабочие органы заглубляются в пласт почвы. Рабочие органы обеспечивают выполнение следующих процессов: интенсивная деформация клубненосного пласта; обеспечение работы орудия на скорости 6-12 км/ч; обеспечение реакций со стороны рабочих органов, направленных на извлечение клубней на поверхность поля; отсутствие травмирования клубней.
При движении рабочих органов в боковой части картофельного гребня пласт почвы разрезается вертикальными лемехами каждого органа на зону гребня и зону междурядья. В зоне гребня клубненосный пласт подрезается криволинейными режущими кромками право- и левооборачивающих лемешно-отвальных элементов. Далее происходит частичное обжатие, крошение и передача пласта на отвальную поверхность элементов. Лемешно-отвальные элементы рабочих органов обеспечивают процесс дальнейшего крошения клубненосного пласта и передачу его на направляющее устройство в верхней части отвальной поверхности. В зоне направляющего устройства происходит процесс частичной сепарации клубненосного слоя и направления его в центральную часть гребня, что позволяет уменьшить рассеивание клубней картофеля по поверхности поля. В зоне междурядья правым и левым лемехами каждого рабочего органа происходит подрезание и крошение поверхностного слоя.
В результате происходит отделение клубней от ботвы, разрушение крупных почвенных комков и извлечение клубней на поверхность поля. Затем, после высыхания и уплотнения кожуры клубня производится подбор клубней копателями-погрузчиками, на рабочих органах которого обеспечивается сепарация мелко раскрошенной почвы от клубней и отделение растительных остатков.
Пример конкретного выполнения.
Изготовлен универсальный рыхлитель с шириной захвата 2,8 м, содержащее 4 пары рабочих органов, расположенных на расстоянии 0,4 м друг от друга в зоне гребня и 0,3 м в зоне междурядья по всей длине рамы. Каждый рабочий орган снабжен лемехом, выполненным из листовой стали 65Г с заточкой 19°, лемешно-отвальным элементом, выполненным также из листовой стали 65Г и изогнутым с образованием криволинейной поверхности. Нижняя кромка лемешно-отвального элемента заточена под углом 11°. В качестве направляющего устройства использованы три металлических прутка диаметром 8 мм и длиной 120, 100, 60 мм соответственно.