СПОСОБ И КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАШИВАНИЯ, ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ЗАДЕЛКИ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ПОЧВУ
METHOD AND COMBINED DEVICE FOR MOWING, GRINDING AND EMBEDDING GREEN MANURE CROPS INTO THE SOIL

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур путем заделки скошенных сидеральных культур в почву и использования их в качестве удобрения.
Известен (патент RU №2195798 А, 2003 г.) способ совмещения измельчения высокостебельных пожнивных остатков, сорняков и основной глубокой обработки почвы, включающий пригибание растительных остатков, удержание их в горизонтальном положении, измельчение на фракции и обработку пласта почвы без оборота после процесса измельчения. В указанном патенте раскрыто также устройство, содержащее средство для измельчения растений, состоящее из дисковых батарей, пригибающего устройства, и орудие для основной глубокой обработки почвы и заделки измельченных остатков в почву, выполненное в виде измельчающего барабана, плоскорежущей лапы и штангово-зубчатого катка.
Недостатком известных способа и устройства является высокая энергоемкость технологических операций за счет наличия большого количества рабочих органов, а также выполнения измельчающих рабочих органов приводными (в виде измельчающих барабанов). Кроме того, указанные устройства не приспособлены к работе с низкостебельными сидеральными культурами, так как измельчение производится дисковыми батареями и барабаном-измельчителем за счет прижима длинного стебля к поверхности почвы, что невозможно сделать при малой длине стебля.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства является устройство для заделки сидератов (патент SU №912089 А, 1982 г.), включающий роторную косилку с транспортирующим кожухом, с целью обеспечения заделки скошенной массы в почву в приствольной зоне, на конце транспортирующего кожуха установлено сопло, имеющее вертикальную ось вращения, причем на нижнем торце сопла закреплены ножи.
Из данного источника информации известно также устройство для скашивания и измельчения сидератов и заделки их в почву, включающее средство для скашивания и измельчения сидератов в виде смонтированной на горизонтальной оси ножевым барабаном с вращающимися ножами и орудие для заделки сидератов, выполненное в виде двух вращающихся на вертикальной оси роторов, осуществляющих перемешивание измельченных сидератов с почвой.
Недостатком известных способа и устройства является высокая энергоемкость технологических операций измельчения и заделки измельченных сидератов в почву за счет выполнения измельчающего и заделывающего устройств в виде приводных роторов. Кроме того, выполнение заделывающего устройства в виде двух вертикальных роторов, распложенных в междурядьях, не обеспечивает заделку сидератов в зоне будущих гряд, на которых будут высажены сельскохозяйственные культуры, что не обеспечит внесения в гряды зеленого удобрения и, следовательно, не обеспечит повышения плодородия почвы в зоне будущего произрастания сельскохозяйственных культур. При этом не обеспечивается и качественная заделка сидератов в почву, поскольку вертикальные роторы производят только смешивание их с почвой в зоне междурядья, что снизит степень разложения сидератов за счет размещения измельченных сидератов в поверхностном слое почвы.
Задачей заявленной группы изобретений является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат заявленной группы изобретений заключается в снижении энергоемкости технологических операций измельчения и заделки сидеральных культур при одновременном повышении качества.
Этот результат достигается тем, что в известном способе скашивания сидеральных культур, измельчения и заделки в почву, включающем срез, измельчение растений и заделку их в почву, согласно изобретению, срез верхней части растений сидеральных культур производят ударным воздействием под углом 90 градусов к вертикальной оси стебля гибкими рабочими элементами, каждый из которых выполнен в виде сдвоенных витых стальных нитей, описывающих каплевидный контур, острие которого направлено к центру вращения ротора, а измельчение верхних срезанных и несрезанных нижних частей сидеральных культур и их корней осуществляют турбодисками, при этом заделку измельченной массы в почву производят сферическими дисками.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для скашивания, измельчения сидеральных культур и заделки их в почву, содержащем средство для среза растений и дисковое орудие, согласно изобретению, средство для скашивания верхней части сидеральных культур смонтировано на передней навеске тягача и выполнено в виде ротора с вертикальной осью вращения, и смонтированными на ней рабочими элементами, каждый из которых выполнен в виде сдвоенных стальных нитей, описывающих каплевидный контур, острие которого направлено к вертикальной оси ротора и закреплен на ней, при этом дисковое орудие, смонтированное на задней навеске тягача и выполненое в виде рамы, на которой последовательно установлены две батареи дисков, передняя из которых снабжена турбодисками с заточкой и расположена перпендикулярно продольной оси орудия для измельчения верхней срезанной и нижней несрезанной частей сидеральных культур и их корней, а задняя батарея выполнена из расположеных симметрично продольной оси орудия и с противоположными углами атаки относительно друг друга левой и правой секций, каждая из которых снабжена сферическими дисками с трапециевидными зубьями, вогнутость которых направлена к продольной оси орудия для заделки измельченных сидеральных культур в почву.
В заявленных способе и устройстве за счет скашивания (среза) растений сидеральных культур ударным воздействием под углом 90 градусов к продольной оси стебля гибкими элементами и дальнейшего измельчения скошенной (срезанной) верхней и несрезанной нижней частей и корневой системы растений с одновременной заделкой их в почву бесприводными турбодисками и сферическими дисками, что приводит к снижению энергоемкости технологических операций скашивания и измельчения сидеральных культур и заделки их в почву.
Осуществление скашивания (среза) сидеральных культур ударным воздействием гибкими рабочими элементами каплевидной формы под углом 90 градусов к вертикальной оси стебля позволяет снизить энергоемкость за счет того, что резание, по сравнению с резанием ножами, осуществляется скольжением рабочих элементов, что ведет к снижению энергоемкости процесса скашивания.
Установка средства для скашивания сидеральных культур на передней навеске тягача, а установка дискового орудия на задней навеске тягача обусловлено необходимостью поочередного выполнения технологического процесса и способствует увеличению степени измельчения растений сидеральных культур, так как скашивание производится до прохода тягача по обрабатываемому участку, что не позволяет колесам тягача втаптывать нескошенные стебли в почву, а также исключает уплотнение колесами тягача смешанных с почвой измельченных сидератов.
Выполнение средства для скашивания сидеральных культур в виде дискового ротора с вертикальной осью вращения, каждый рабочий элемент которого выполнен в виде сдвоенных витых стальных нитей, описывающих каплевидный контур, острие которого направлено к центру вращения ротора, позволяет осуществить срез стебля сидеральных культур скольжением по криволинейному каплевидному контуру, снижающий энергоемкость процесса скашивания, а вращение рабочих элементов в горизонтальной плоскости с частотой 1500 оборотов в минуту позволяет не только качественно скашивать стебли, но и измельчать их.
Последовательная установка двух батарей дисков позволяет увеличить степень измельчения срезанных стеблей сидеральных культур, а также их корневой системы режущими кромками турбодисков и дополнительным измельчением режущими кромками трапециевидными зубьев сферических дисков. Заделка измельченных сидеральных культур в почву производят путем частичного смешивания измельченных сидератов с почвой при перемещении измельченной массы вместе с почвой по вогнутой поверхности сферических дисков и оборота подрезанного сферическими дисками пласта почвы в образованную предыдущим диском бороздку с присыпанием перемешенных с почвой измельченных сидератов, что обеспечивает высокое качество технологического процесса заделки сидератов в почву и условий их разложения.
Осуществление измельчения и заделки скошенной массы сидератов в почву, соответственно, турбодисками и сферическими дисками позволяет объединить в одном дисковом орудии две функции - качественное измельчение сидеральных культур и их качественную заделки в почву.
Снабжение передней батареи турбодисками с заточкой, расположенной перпендикулярно продольной оси орудия, направлено на увеличение степени измельчения срезанных сидеральных культур и их корней за счет того, режущая кромка турбодисков выполнена волнистой, а срезанные стебли располагаются поперек направлению движения батареи турбодисков.
Снабжение задней батареи сферическими дисками трапециевидными зубьями и выполнение батареи из левой и правой секций, расположенных симметрично продольной оси орудия с противоположными углами атаки относительно друг друга обеспечивает дополнительное измельчение сидеральных культур режущими кромками трапециевидных зубьев и качественную заделку измельченных сидеральных культур в почву.
На фиг. 1 показан общий вид устройства;
На фиг. 2 показан общий вид ротационной косилки;
На фиг. 3 показан рабочий элемент ротационного рабочего органа, вид сверху;
На фиг. 4 показано дисковое орудие, вид сбоку;
На фиг. 5 показано дисковое орудие, вид сверху.
Способ включает срез верхней части растений сидеральных культур ударным воздействием под углом 90 градусов к вертикальной оси стебля гибкими рабочими элементами, каждый из которых выполнен в виде сдвоенных витых стальных нитей, описывающих каплевидный контур, острие которого направлено к центру вращения ротора. После чего производят измельчение верхних срезанных и не срезанных нижней частей сидеральных культур и их корней турбодисками. Заделку измельченной массы в почву производят сферическими дисками.
Устройство для скашивания сидеральных культур и заделки в почву, содержит навешенный на переднюю навеску тягача 1 ротационный рабочий орган 2 для скашивания сидеральной культуры, и дисковое орудие 3, навешенное на заднюю навеску тягача 1.
Ротационный рабочий орган (фиг. 2) состоит из рамы 4 с механизмом навески 5, стойки 6 с опорными колесами 7. Стойки 6 с опорными колесами 7 установлены с возможностью регулирования высоты среза сидеральных культур путем перемещения посредством винтового механизма (не показан) вверх или вниз относительно рамы 4, а также с возможностью изменения ширины колеи при помощи смонтированной на раме 4 перпендикулярно направлению движения регулировочной планки на чертеже не показана) путем перемещения стоек 6 опорных колес 7 по планке и фиксации болтом (на чертеже не показаны). На раме 4 смонтированы гидромоторы 8. Корпус каждого гидромотора 8 зафиксирован на раме 4 при помощи болтового соединения (на чертеже не показан) с возможностью перемещения перпендикулярно направлению движению в соответствии с требуемой шириной захвата. На выходном валу каждого гидромотора 8 жестко закреплен вертикальный вал 9, на который жестко посажен дисковый ротор 10 с закрепленными на нем рабочими элементами 11, каждый из которых выполнен в виде сдвоенных витых стальных нитей, описывающих каплевидный контур, острие которого направлено к центру вращения ротора, как показано на фиг. 3.
Дисковое орудие (фиг. 4) состоит из рамы 12 с опорными колесами 13. На раму 12 последовательно установлены две батареи дисков 14 и 15. Передняя батарея 14 расположена перпендикулярно направлению движения устройства и снабжена турбодисками 16 с заточкой (не показано) для измельчения верхней скошенной и не скошенной нижней частей и корней сидеральных культур.
Задняя батарея 15, выполнена из левой 17 и правой 18 секций, расположенных симметрично продольной оси дискового орудия и с противоположными углами атаки, снабжена сферическими дисками 19 с трапециевидными зубьями для заделки измельченной массы сидеральных культур.
Способ осуществляется устройством, которое работает следующим образом.
Сначала в зависимости от необходимой высоты среза сидеральных культур регулируется высота установки опорных колес 7 (фиг. 2) дискового ротора 10 с рабочими элементами 11 путем перемещения стойки 6 вверх или вниз относительно рамы 4 посредством винтового механизма (не показан).
Также в зависимости от необходимой глубины вхождения дисков в почву и свойств почвы регулируется угол атаки задней батареи 15 посредством поворота левой 17 и правой 18 частей батареи 15 при помощи регулировочного механизма (не показан).
Управление гидромотора 8 осуществляется при помощи гидравлической системы тягача 1 (на чертеже не показана). Через маслопроводы (на чертеже не показаны) масло подается на гидромотор 8, крутящий момент от выходного вала гидромотора 8 передается на вертикальный вал 9, на который жестко посажен дисковый ротор 10 с рабочими элементами 11, которые начинают вращаться в горизонтальной плоскости.
В ходе передвижения стебли сидеральных культур срезаются дальним концом рабочих элементов 11 (фиг. 2) под углом 90 градусов к вертикальной оси стебля. Каплевидный контур рабочих элементов 11 обеспечивает скользящее резание сидеральных культур за счет кривизны каплевидного контура рабочих элементов 11 в точке их взаимодействия, что уменьшает энергию, требуемую для привода рабочих элементов. Далее передняя батарея 14 (фиг. 4) дискового орудия заточенными кромками вращающихся от взаимодействия с почвой турбодисков 16 измельчает как верхние скошенные, так и нижние не скошенные с корнями части сидеральных культуры. Затем задняя батарея 15 сферическими дисками 19 производит дополнительное измельчение сидератов трапециевидными зубьями и заделывает измельченную массу сидеральных культур в почву. Заделка измельченных сидеральных культур в почву производится путем частичного смешивания измельченных сидератов с почвой при перемещении измельченной массы вместе с почвой по вогнутой поверхности сферических дисков 19 и оборота подрезанного сферическими дисками пласта почвы в образованную предыдущим диском бороздку с присыпанием перемешанных с почвой измельченных сидератов.
Заделанная в почву масса сидеральных культур впоследствии перегнивает, образуя удобрение для развития культурных растений, посаженных на следующий сезон.
Применение предложенных конструктивных решений позволяет повысить эффективность работы устройства для скашивания и заделки сидеральных культур в почву за счет скашивания (среза) растений сидеральных культур ударным воздействием под углом 90 градусов к продольной оси стебля гибкими элементами и дальнейшего измельчения скошенной (срезанной) верхней и несрезанной нижней частей и корневой системы растений с одновременной заделкой их в почву бесприводными турбодисками и сферическими дисками.
Список использованной литературы
1. Патент РФ №2195798, МПК А01В 49/02, А01В 79/00, А01В 7/00. Способ совмещения измельчения высокостебельных пожнивных остатков, сорняков и основной глубокой обработки почвы и агрегат для его осуществления / В.Б. Рыков, В.И. Таранин, И.В. Пантюхов. заявл. 01.03.2001, опубл. 10.01.2003, Бюл. №1.
2. А.с. №912089, МПК А01В 49/06, A01D 35/24. Устройство для заделки сидератов / М.И. Шанидзе, Г.Т. Коберидзе, Т.Н. Цицишвили, Б.А. Бекаури. заявл. 18.09.1980, опубл. 15.03.1982, Бюл. №10.