Глубокорыхлитель

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для глубокого рыхления почвы.
Известен глубокорыхлитель навесной (патент RU 46141, МПК А01В 13/08, опубл. 27.06.2005), содержащий V-образную раму с элементами крепления к навесной системе трактора, рыхлители, установленные на раме, и на задней стенке рамы шарнирно установлены прикатники-выравниватели, состоящие из двух соосно расположенных валов с фигурными гофрированными дисками для дополнительного крошения и выравнивания почвы за рыхлителями.
Данное устройство обладает высокой энергоемкостью процесса рыхления фигурными гофрированными дисками, а сплошная заделка стерни в почву приводит к развитию почвенной эрозии и снижению влагонакопления почвы.
Известны различные конструкции глубокорыхлителей почвы (аналоги): фирмы GASPARDO (проспект фирмы по рыхлителю модели Artiglio), фирмы Kverneland. Некоторые из этих машин, как Kverneland, имеют раму с рабочими органами, предназначенными для глубокого рыхления почвы. Однако они не оснащены дополнительным приспособлением для выравнивания борозд за стойками рыхлителей и дополнительного крошения почвы на небольшую глубину до 20 см. В этой связи требуется дополнительный проход других машин для выравнивания и крошения почвы после глубокорыхлителей.
Известна конструкция глубокорыхлителя (патент на полезную модель №205490, опубл. 16.07.2021), содержащая раму с кронштейнами, снабженными осями и дополнительными осями, соединенные с кронштейнами через их оси лапы-рыхлители и присоединенное к раме прикатывающее средство. Лапы-рыхлители закреплены на осях в кронштейнах со связью с дополнительными кронштейнами, которые соединены через демпфирующие элементы с кронштейнами. Дополнительные кронштейны закреплены неподвижно на лапах-рыхлителях и расположены своими свободными концами без осевого крепления к демпфирующим элементам.
Недостатком известного решения является сложное исполнение рамы, содержащей множество кронштейнов. Механизм складывания и отжатия рыхлящих элементов происходит через пружинный механизм. Данное исполнение узла усложняет процесс его замены. Большое количество метизных (винтовых) креплений требует периодического сервисного обслуживания.
Известен глубокорыхлитель навесной (патент на полезную модель №207679, опубл. 11.11.2021), содержащий раму с элементами крепления к его навесной системе. Рабочие органы-рыхлители, установленные на раме, представляют собой стойки с увеличивающимся наклоном снизу вверх, на конце каждой стойки закреплен нож-долото с выносом вперед относительно осевой линии стойки, по боковым сторонам стойки закреплены боковые ножи с возможностью перемещения по высоте для установки глубины обрабатываемого ими слоя почвы, в средней части стойки установлен центральный нож для разрезания пласта почвы. Стойки оснащены предохранительной системой с отрывными болтами, на задней части рамы установлен культиваторный блок с гидравлической системой регулирования по высоте, представляющий собой барабаны, на которых расположены зубья. В передней части рамы по боковым сторонам установлены регулируемые колесные блоки, при этом каждый колесный блок включает корпус, закрепленный неподвижно на раме, кронштейн, одним концом шарнирно закрепленный к корпусу, а на другом конце кронштейна закреплено пневматическое колесо, талреп колесного блока одним концом закреплен на корпусе, а другим - на кронштейне. Гидравлическая система регулирования культиваторным блоком включает гидроцилиндр, рычаг, направляющие, талреп культиваторного блока, который одним концом закреплен к торцу барабана, а другим к - рычагу гидроцилиндра, между рычагом и направляющими имеется капролоновая антифрикционная опора, боковые ножи на стойках имеют Г-образный профиль, а для перемещения их по высоте на боковых сторонах стойки выполнены отверстия, при этом элементы крепления к навесной системе трактора выполнены в виде сменных пальцев и втулок (выбран за прототип).
Недостатком известного решения является сложность в установке колесного блока и длительное время, затрачиваемое на выставление глубины, обусловленное использованием резьбового механизма для увеличения или уменьшения длины талрепа.
Технической задачей полезной модели является создание высокоэффективного, надежного глубокорыхлителя почвы с возможностью сохранения в глубоких слоях почвы необходимой влажности для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Технический результат - простое и быстрое регулирование глубины обработки почвы.
Технический результат достигается тем, что глубокорыхлитель содержит раму с элементами крепления к навесной системе трактора; установленные на раме глубокорыхлящие стойки, на конце каждой из которых закреплен нож-долото, по боковым сторонам стойки закреплены боковые ножи, а в средней части установлен центральный нож; культиваторный блок с гидравлической системой регулирования по высоте, установленный на задней части рамы и включающий барабаны с зубьями; регулируемые колесные блоки в передней части рамы по боковым сторонам, при этом колесный блок включает два кронштейна, закрепленных посредством фиксирующего пальца на трубчатом основании, соединенным с осью ступицы колеса.
Глубокорыхлитель навесной предназначен для безотвальной обработки почвы на глубину до 45 см, разрушения плужной подошвы, измельчения и перемешивания растительных остатков в верхних слоях почвы. Рыхление без переворачивания сохраняет органический состав почвы, как следствие - способствует долговременному плодородию. При таком способе обработки почвы улучшаются дренажные свойства глубоких слоев, повышается в почве содержание кислорода. Глубокорыхлитель может быть прикреплен к сельскохозяйственному тягачу (трактору), оснащенному трехточечным навесным устройством 3-й и 4-й категории, а также к отечественному трактору типа К700, обладающему своим типоразмером навесного оборудования.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
На фиг. 1 представлен общий вид глубокорыхлителя;
На фиг. 2 представлена конструкция рамы;
На фиг. 3 представлен колесный блок глубокорыхлителя.
Глубокорыхлитель навесной состоит из цельносварной рамы 1 с элементами крепления к навесному устройству трактора, глубокорыхлящих стоек 2, культиваторного блока 3, служащего для перемешивания и измельчения растительных остатков и комьев, а также выполняющего функцию опорного катка, контролирующего глубину при работе глубокорыхлителя, колесного блока 4 с регулировкой глубины рыхления (фиг.1).
Рама 1 воспринимает нагрузки, передает тяговые усилия трактора и обеспечивает надежное крепление рабочих органов-рыхлителей.
Рама 1 (фиг.2) состоит из трех балок 5 прямоугольного сечения одинаковой длины, средняя из которых расположена выше двух других, находящихся в одной плоскости, и соединенных между собой на концах приваренными соединительными торцевыми планками 6, и трех балок 7 прямоугольного сечения меньшей длины, соединенных с балками 5 посредством приваренных промежуточных планок 8. На балках 7 приварены кронштейны 9 с рядом отверстий 10, в которые установлены элементы крепления к навесному устройству трактора, выполненные в виде втулок 11 и сменных пальцев (не показаны на чертеже), благодаря которым возможно навесить глубокорыхлитель к тракторам с навесным устройством 3-й и 4-й категории. На раме 1 в нижней части балок 8 приварены упоры 12 для установки глубокорыхлящих стоек 2. В зависимости от количества рабочих органов-рыхлителей конструкция имеет разные модификации с 5, 7, 9 и 11 стойками. Выполнение рамы цельносварной в упомянутой конфигурации обеспечивает ее высокую надежность и жесткость. Использование сварной конструкции из усиленных балок, изготовленных из высокопрочной стали, делают раму оптимальной для тяжелых работ и мощных тракторов, что позволяет работать на грунтах повышенной плотности.
Рабочие органы-рыхлители представляют собой глубокорыхлящие стойки 2 из легированной стали с увеличивающимся наклоном снизу вверх, на конце каждой стойки 2 закреплен нож-долото 13 с выносом вперед относительно осевой линии стойки 2, центральный нож 14 и боковые ножи 15 (фиг.1).
Для защиты рамы 1 глубокорыхлителя, каждая стойка 2 оснащена защитным отрывным болтом 16 (Фиг. 1), который, при нагрузке на верхнюю часть, обрывается, освобождая стойку 2, которая находится в работе. Эта система предохраняет раму от повреждений.
Для дополнительной обработки почвы после глубокого рыхления в задней части рамы 1 установлен культиваторный блок 3, предназначенный для измельчения и выравнивания пройденной поверхности почвы, обеспечивает выставление глубины, и представляет собой не менее двух барабанов 17, на которых расположены зубья 18.
Культиваторный блок 3 снабжен гидравлической системой регулирования, которая включает гидроцилиндр 19, рычаг 20, направляющие 21, талреп 22 культиваторного блока. Талреп 22 одним концом (вилкой) закреплен к торцу барабана 17 через пластину, другим концом (шарниром) - к рычагу 20. Талреп 22 культиваторного блока позволяет производить регулировку культиваторного блока, при выкручивании талрепа 22 обеспечивается параллельность барабанов 17 обрабатываемой поверхности. Между рычагом 20 и направляющими 21 имеется капролоновая антифрикционная опора, которая обеспечивает легкость скольжения и исключает истирание металла о металл, что влияет на долговечность и надежность работы глубокорыхлителя.
В передней части рамы 1 по боковым сторонам справа и слева установлены колесные блоки 4, которые обеспечивают точное выставление глубины обработки почвы.
Каждый колесный блок 4 (фиг.4) состоит из двух кронштейнов 22, закрепленных посредством фиксирующего пальца 23 на основании, выполненном в виде трубы 24 квадратного сечения, соединенной с осью 25 ступицы колеса 26.
Колесный блок 4 устанавливается на раму 1 глубокорыхлителя с помощью кронштейнов 27 и метизов 28. Регулировка высоты колесного блока происходит фиксирующим пальцем 23, при этом выбирают необходимое из ряда отверстий в кронштейне 22. Пневматические колеса 26 имеют достаточно большой диаметр и ширину, что повышает проходимость глубокорыхлителя, не дает ему увязать в почву. Конструкция колесного блока со средствами регулировки высоты позволяет осуществлять рыхление почвы на глубину от 160 до 450 мм, при этом удерживание глубокорыхлителя на нужной глубине обеспечивается за счет пневматического широкого колеса (770±10) мм.
Работает глубокорыхлитель следующим образом:
Начинают работу на низких скоростях, постепенно опуская рабочие органы стойки 2 до получения требуемой глубины. Постепенное опускание осуществляется при плавном регулировании положения культиваторного блока 3 гидравлической системой регулирования с гидроцилиндрами 19 (Фиг. 1). Постоянная глубина обработки почвы во время работы глубокорыхлителя обеспечивается: спереди - трехточечным навесным оборудованием трактора и пневматическими колесами 26 с возможностью их регулирования по высоте и наклону, сзади - регулировкой культиваторного блока 3 с помощью гидравлической системы регулирования с гидроцилиндрами 19. Положение культиваторного блока 3 может изменяться ручной регулировкой, путем переустановки гидроцилиндра 19 в дополнительные отверстия в направляющей 21 и регулировки талрепа 22 культиваторного блока 3, при выкручивании талрепа 22 обеспечивается параллельность барабанов 17 обрабатываемой поверхности, чтобы загрузить или выгрузить землю между барабанами 17.
Для защиты рамы 1, что особенно актуально при работе с плотными грунтами, каждый рабочий орган 2 имеет защитный отрывной болт 16, для предохранения глубокорыхлителя от предельных нагрузок, которые могут возникнуть в процессе его работы. Принцип действия защитного болта - каждая стойка 2 оснащена защитным отрывным болтом 16, который при превышении допустимой нагрузки отрывается, освобождая стойку 2 (Фиг. 1) от нагрузки.
Преимущества полезной модели:
1. Полностью сварная конструкция рамы позволяет выдерживать большие нагрузки, предохранительные срезные болты обеспечивают защиту машины от столкновений с препятствиями при глубоком рыхлении почвы.
2. Большой зазор над грунтом (85 см) и конструкция ножей позволяют сделать более эффективным отвал грунта и питательных остатков под глубокорыхлитель и предотвратить любую забивку машины комками почвы.
3. Двойной задний каток с гидравлическим регулированием положения позволяет проводить настройку из кабины трактора.
4. Глубина рыхления почвы составляет 45 см, что обеспечивает надежное удержание влаги и вентиляцию плодородного слоя.
6. Агрегат работает таким образом, что измельчает пожнивные остатки и корни сорной травы, забивая растительную массу в плодородный слой, перемешивая ее с землей.
7. Заточка ножей выполнена таким образом, что они плавно входят в грунт, постепенно погружаясь на максимальную глубину. Это способствует снижению нагрузки на рабочие органы и уменьшению расхода топлива даже на пиковых нагрузках.
8. Исполнение колесного блока позволяет без усилий установить наклон и высоту положения колес для обеспечения заданной глубины обработки.