УНИВЕРСАЛЬНОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающему орудию для обработки старопахотных, залежных и после уборки многолетних трав земель на равнине и на склонах различными способами, а именно безотвальным, безотвальным с дополнительным крошением, безотвальным с дополнительным крошением и разуплотнением подпахотного горизонта и выравниванием, и мульчированием верхнего слоя почвы, а также отвальным способом обработки почвы с вышеперечисленными вариантами.
Известны различные почвообрабатывающие орудия для основной обработки почвы с различными типами рабочих органов, а именно плуги различных конструкций, оборотные плуги, плоскорезы, глубокорыхлители, чизельные орудия и щелеватели, которые предназначены для выполнения только одной определенной технологической операции. (Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. Под редакцией Е.С. Босого. М., Машиностроение, 1978, стр. 25-171).
Недостатком таких орудий является их неуниверсальность, выполнение только одной технологической операции, большая металлоемкость, большое тяговое сопротивление и не соблюдение агротехнических требований по крошению, заделке растительных остатков, уничтожению сорняков и гребнистости почвы.
На существующих орудиях для безотвальной обработки (плоскорезы, глубокорыхлители, чизельные орудия и щелеватели) отсутствуют приспособления для поверхностного рыхления почвы с целью подрезания корневых систем сорняков и вычесывания их на поверхность поля, а также для заделки семян сорняков и падалиц в почву.
Известен универсальный почвообрабатывающий рабочий орган для выполнения различных технологических операций (патент №2587571, МПК А01В 35/20, опубликован 20.06.2016 Бюл. №17), включающий стойку, башмак, к которому прикреплены лемеха и долото, на верхней поверхности лемехов установлены съемные рыхлители с возможностью регулирования их расположения относительно продольной оси на угол ±10°, к нижней части башмака шарнирно прикреплен съемный щелерез с долотом и пружинным предохранителем, установленным в верхней части стойки щелереза на шарнире. На рабочий орган в режиме отвально-безотвальной обработки почвы с правой стороны стойки прикреплен съемный отвал винтового типа со сплошной или планчатой рабочей поверхностью, нижний обрез которого состыкован с верхней кромкой правого лемеха.
Недостатком известного рабочего органа является отсутствие возможностей проведения отвальной обработки почвы и полного оборота пласта предложенным отвалом в собственной борозде, а также регулирования угла наклона образующих отвала для обеспечения оборачиваемости пласта и крошения почвы в пределах агродопуска при изменении свойств почвы.
Наиболее близким к заявляемому универсальному комбинированному орудию для основной обработки почвы является плуг для гладкой пахоты (авторское свидетельство SU №1644729 A1 А01В 3/36 от 30.04.1994. Бюл. №16) содержащий раму, опорные колеса, дисковые ножи, лево- и правооборачивающие чередующиеся между собой плужные корпуса, установленные со смещением относительно друг друга в продольном направлении и с перекрытием по ширине захвата.
Недостатком прототипа является выполнение установленным на раму плуга рабочим органом только отвальной обработки почвы, наличие дополнительной стойки для крепления заплужников, что увеличивает тяговое сопротивление орудия, а также отсутствие возможности регулирования крошения почвы изменением угла оборачивания пласта и отсутствие катков для выравнивания и мульчирования верхнего слоя почвы.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в расширении технологических возможностей орудия, а именно: в обеспечении известному плугу для гладкой пахоты возможности проведения отвальной и безотвальной обработок почвы с дополнительным крошением и разуплотнением подпахотного горизонта, рыхлением поверхности поля с уничтожением корневых систем сорняков и заделкой семян сорняков и падалиц в почву, а также мульчированием и выравниванием поверхности поля.
Данная задача достигается тем, что на универсальное комбинированное орудие, содержащее раму, опорные колеса, дисковые ножи, лево- и правооборачивающие чередующиеся между собой плужные корпуса, установленные со смещением относительно друг друга в продольном направлении и с перекрытием жо ширине захвата, и заплужники, в отличие от прототипа на раму орудия установлен универсальный почвообрабатывающий рабочий орган, содержащий в режиме безотвальной обработки стойку, башмак, лемеха, долото, съемные рыхлители и щелерез с долотом и пружинным предохранителем, а для работы в режиме отвальной обработки почвы к стойке дополнительно крепятся съемный право- и левоборачивающий отвал винтового типа со сплошной или планчатой поверхностью, выполненные воедино, с регулируемой рабочей поверхностью, углом наклона образующих ко дну борозды в пределах 130-150°, нижние обрезы отвалов состыкованы с верхней кромкой правого и левого лемехов, а к башмаку прикреплены правый и левый заплужники с регулируемой поверхностью для обеспечения оборота пласта в собственной борозде на 180°, причем для обеспечения возможности плавного регулирования поверхностей отвалов и заплужников задние концы верхнего и нижнего обреза крыльев отвалов и задние концы заплужников соединены между собой винтовыми стяжками.
Кроме того, стойка орудия прикреплена к раме орудия шарнирно и связано с рамой через гидроцилиндр двухстороннего действия, для регулирования угла наклона рамы орудия относительно поверхности поля с целью обеспечения качества и полноты оборота пласта по ходу движения.
В режиме безотвальной обработки почвы на засоренных полях спереди лап устанавливаются кольцевые рабочие органы рыхлительного типа с параметрами: диаметр кольцевого рабочего Органа 400-470 мм, угол атаки 35°-42°, угол постановки ножа к дну борозды 36°-42° и расстояние между рабочими органами на оси батареи 205-215 мм, которые на глубине сплошной обработки 5-8 см подрезают корневые системы сорняков, вытаскивают их на поверхность поля, заделывают в почву семена сорняков и падалиц.
Для подготовки почвы под посев за один проход агрегата при различных способах обработки и типа почвы на раму орудия сзади устанавливают катки различного типа: прутковые, планчатые, зубовые, сдвоенные и др. или пружинные рыхлители с механизмом поджатия для регулирования глубины их хода.
На фиг. 1 изображена схема универсального комбинированного орудия в варианте отвальной обработки почвы (вид сбоку).
На фиг. 2 изображена схема универсального комбинированного орудия в варианте отвальной обработки почвы (вид сверху).
На фиг. 3 изображена схема универсального комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа (вид сверху).
На фиг. 4 изображена схема универсального комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа (вид сбоку с разрезом).
На фиг. 5 изображено крепление заплужника и щелереза с пружинным предохранительным устройством к башмаку.
На фиг. 6 изображена схема универсального комбинированного орудия в варианте безотвальной обработки почвы (вид сбоку).
На фиг. 7 изображена схема универсального комбинированного орудия в варианте безотвальной обработки почвы (вид сверху).
На фиг. 8 изображена схема и параметры кольцевого рабочего органа.
Универсальное комбинирование орудие для основной обработки почвы при выполнении отвальной обработки почвы (фиг. 1, 2) состоит из рамы 1, опорных колес 2, механизма навешивания орудия 3 к трактору, стойка 4 которого связана с рамой 1 шарнирно и зафиксирована с ней через гидроцилиндр 5, что позволяет регулировать наклон рамы относительно стойки в продольно-вертикальной плоскости. К раме 1 закреплены универсальный комбинированный рабочий орган 6, ножи 7 и каток 8 с механизмом поджатия 9.
Универсальный комбинированный рабочий орган (фиг. 3 и 4) при выполнении отвальной и безотвальной обработках почвы включает стойку 11 с подпятником, к которой при помощи болтов прикреплен башмак 12. К башмаку 12 при помощи болтов прикреплены правый 13 и левый 14 лемеха и долото 16. Для лучшего рыхления и крошения связных и уплотненных почв сверху лемехов крепятся съемные рыхлители 15 с возможностью их регулирования относительно продольной оси на угол ±10° за счет перестановки их болтового крепления на сквозных отверстиях 24, просверленных на лемехах и башмаке (положения рыхлителя 15' и 15'').
Для разуплотнения подпахотного горизонта одновременно с отвальной и безотвальной обработках установлен съемный щелерез 19 с долотом 20, который прикреплен к башмаку 12 рабочего органа через шарнир 21 с пружинным предохранителем 22 (фиг. 4, 5).
При выполнении отвальной обработки почвы на стойку 11 универсального комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа одевается и крепится при помощи двух болтов 27 съемные, выполненные воедино право- и лево-оборачивающие с регулируемой рабочей поверхностью отвалы 18 и 18', укладывающие пласт в собственную борозду с оборотом пласта на 180° (фиг. 3, 4). При этом нижние обрезы отвалов состыкованы с верхней кромкой правого 13 и левого 14 лемехов для обеспечения плавного перемещения пласта. При изменении свойств почвы (влажности и твердости почвы) качество оборота пласта и крошение почвы нарушается, что вызывает необходимость регулирования угла наклона вертикальных образующих отвала к дну борозды. Проведенные расчеты показывают, что данный угол для обеспечения оборота пласта и крошения почвы в пределах агродопуска должен регулироваться в пределах 130°-150°. Для перемещения нижней части пласта в противоположную сторону борозды к башмаку 12 одеваются и крепятся при помощи двух болтов 28 кронштейны 23 с правым 17 и левым 17' заплужниками. Для обеспечения жесткости конструкции и регулирования угла наклона вертикальных образующих отвала к дну борозды задние концы верхних и нижних обрезов крыла правого 18 и левого 18' отвалов и задние нижние части правого 17 и левого 17' заплужников связаны между собой регулируемыми по длине винтовыми стяжками 25 и 26.
1
2
1
2
1
3
Предлагаемый универсальный почвообрабатывающий рабочий орган для обеспечения выполнения агротехнических требований по обороту и крошению пласта при работе в различных почвенно-климатических зонах имеет следующие технические характеристики, соответствующие технологии обработки почвы (фиг. 3, 4, 5). Ширина захвата рабочего органа b=0,7…1,0 м, ширина захвата правой b и левой b лемехов b=b=0,35…0,5 м, глубина сплошной обработки рабочего органа a=0,2…0,3 м, глубина щелевания ниже плоскорезной лапы а=0,1…0,15 м, угол раствора лапы γ=72…90°.
В варианте безотвальной обработки почвы со стойки 11 (фиг. 6, 7, 8) снимаются отвалы 18 и 18', ножи 7 и спереди плоскорежущей лапы на засоренных полях на раму 1 устанавливаются кольцевые рабочие органы 10 (фиг. 6, 7, 8), которые состоят из квадратной или круглой оси 29 и колец 30 с диаметром D=400÷470 мм.
2
Универсальное комбинированное орудие работает следующим образом. Перед началом работы на раму устанавливают рабочие органы для соответствующего вида обработки почвы. При безотвальной обработке почвы на засоренных полях на раму орудия устанавливаются кольцевые рабочие органы 10, универсальный рабочий орган 6 соответствующий тип катка 8 (фиг 6, 7, 8). Кольцевой рабочий орган работает на глубине а=5-8 см, имеет угол атаки α=35°÷42° и угол постановки ножа кольца к дну борозды ε=35°÷42°, в процессе движения агрегата совершает вращение вокруг своей оси, подрезает корневые системы сорняков, вытаскивает их на поверхность поля, а также заделывает в почву семена сорняков и падалиц для их прорастания (фиг. 8). Для сплошной проработки почвы расстояние между кольцами на оси составляет b=205÷215 мм.
Для рыхления связных и уплотненных почв и интенсивного их крошения в зависимости от состояния почв к лемехам 13 и 14 (фиг. 3) крепятся съемные рыхлители 15 с возможностью их регулирования относительно продольной оси на угол ±10° за счет перестановки болта в отверстиях, просверленных на лемехах и башмаке. Для одновременного разуплотнения подпахотного горизонта и возможности накопления влаги от талых вод и ливневых дождей к башмаку 12 (фиг. 4, 5) шарнирно крепится съемный щелерез со стойкой 19, долотом 20 и пружинным предохранителем 22. При наезде на препятствие или забивании корневой системой растений или сорняков под воздействием возрастающей силы сопротивления стойка щелереза отклоняется назад и после преодоления препятствия или освобождения от сорняков под действием пружины предохранителя 22 (фиг. 5) стойка щелереза 19 возвращается в исходное положение. Пружинный предохранитель 22 одновременно служит вибратором и способствует снижению тягового сопротивления рабочего органа.
В варианте отвальной обработки почвы с рамы снимаются кольцевые рабочие органы 10 и устанавливаются ножи 7 впереди стоек рабочего органа и на стыке смежных рабочих органов для подрезания корневых систем сорняков и растительных остатков и лучшего и качественного разделения пластов при их обороте. На стойку 11 рабочего органа при отвальной обработке почвы устанавливаются съемные отвалы 18 и 18' и заплужники 17 и 17', которые используются для подъема нижнего задернелого слоя почвы вверх при первичной обработке земель и периодической (раз в 4…10 лет) заделки верхнего плодородного, насыщенного удобрениями слоя почвы вниз для усвоения корневыми системами растений. Установленные к стойке с двух сторон съемные, выполненные воедино, правки 18 и лево- 18' оборачивающие с регулируемой рабочей поверхностью отвалы со сплошной или планчатой рабочей поверхностью с углом наклона образующих отвала ко дну борозды, находящихся в пределах от 130° до 150°, обеспечивают оборот пласта и крошение почвы в пределах агродопуска при изменении свойств почвы. Прикрепленные к башмаку правый 17 и левый 17' заплужники, перемещают нижнюю часть пласта в противоположную сторону борозды, что обеспечивает в процессе работы укладку пласта в собственную борозду с оборотом на в 180°.
Аналогично безотвальной обработке при отвальной обработке почвы для разуплотнения подпахотного горизонта и возможности накопления влаги от талых вод и ливневых дождей к башмаку 12 (фиг 1, 3, 4) шарнирно крепятся съемный щелерез со стойкой 19, долотом 20 и пружинным предохранителем 22.
Сзади на раму орудия устанавливаются подпружиненный каток, который выравнивает поверхность поля, вытаскивает на поверхность корневую систему сорняков и мульчирует поверхность поля для сохранения влаги.
Таким образом, универсальное комбинированное орудие для основной обработки почвы за счет установки универсального почвообрабатывающего рабочего органа позволяет выполнить с соблюдением агротехнических требований безотвальную и отвальную обработки почвы, в случае необходимости с дополнительным измельчением и крошением твердых и уплотненных почв за счет установки крошителей, а также разуплотнением подпахотного горизонта за счет установки щелереза с пружинным предохранительным устройством. Пружинный предохранитель при изменении свойств почвы одновременно служит вибратором и способствует снижению тягового сопротивления. Для лучшего оборота пласта и крошения почвы в задней части отвалов и заплужников установлены регулируемые по длине винтовые стяжки, которые регулируют угол оборота пласта. Для обеспечения равномерности хода рабочих органов наклон рамы орудия в продольно-вертикальной плоскости регулируется из кабины трактора с помощью гидроцилиндра. Установка рабочих органов на раме орудия в два ряда снижает длину орудия, снижает силу тяжести орудия, что уменьшает для навесного варианта орудия опрокидывающий момент и повышает устойчивость движения агрегата в транспорте.
Таким образом, за счет использования универсального рабочего органа, а также кольцевого рабочего органа и катков различного типа расширяются технологические возможности универсального комбинированного орудия.