Глубокорыхлитель для обработки склоновых земель
DEEP TILLER FOR SLOPE SOIL TREATMENT

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к мелиоративным рабочим органам для безотвальной обработки почвы на глубину до 60 см.
Известны различные конструкции глубокорыхлителей навесного типа для безотвальной обработки почвы, такие как КАО-2, УНС-5, ПЛН-5-35, ПЧ-4,5, ПЧ-10.01, ПЧ-6, РГ-0,8 и т.д. Недостатками этих конструкций является то, что при обработке почвы на склонах, в силу жесткого закрепления стоек рыхлителей на раме орудия происходит нерациональное формирование зон разрыхления и формы внутрипочвенных стенок, что не позволяет в должной мере использовать технологию обработки склоновых почв по патенту РФ МПК А01В 13/16 RU №2255450 «Способ обработки склоновых почв». На сегодняшний день отсутствуют конструкции орудий глубокорыхлителей навесных для безотвальной обработки склоновых земель и аккумуляции внутрипочвенной влаги на склоне.
Наиболее близкий аналог - глубокорыхлитель навесной чизельного типа по AC SU №1507220 А1, который принят в качестве прототипа. Недостаток данного аналога в том, что при обработки склоновых земель область разрыхления (ее поперечная проекция) и формируемая при этом внутрипочвенная стенка, возникающие в почве от прохода рабочего органа прототипа имеют не рациональные формы, не обеспечивающие устройство поперек склона внутрипочвенных стенок требуемой прочности.
Известно, что устойчивость (прочность) внутрипочвенной (подпорной) стенки зависит, в том числе, и от ее формы (см. Цытович И.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для Вузов. М.: Высшая школа, 1979. Рис. IV.20, а - Некоторые виды подпорных стенок). Согласно Цытовичу И.А. подпорная стенка для обеспечения ее устойчивости должна иметь трапециевидную форму с основанием шире, чем вершина. При обработке склоновых земель традиционными глубокорыхлителями с жестким закреплением стоек на раме орудия стойки с рыхлящими элементами перемещаются перпендикулярно плоскости склона. То есть они отклонены от вертикали на угол наклона склона β (фиг. 1а), что приводит к нарушению рациональной формы подпорной стенки, как за счет подрезания ее основания, так и за счет выхода значительной части подпорной стенки за вертикальную плоскость, проведенную по нижней линии основания (фиг. 1а, плоскость А-А). Это, в конечном счете, приводит к значительному снижению устойчивости дальнейшему разрушению внутрипочвенной (подпорной) стенки. Таким образом, традиционные глубокорыхлители не позволяют на практике реализовывать достоинства известного способа обработки склоновых земель.
Задачей изобретения является создание оптимальных поперечных профилей, как областей разрыхления, так и чередующихся с ними переуплотненными промежутками - внутрипочвенными стенками требуемой прочности.
Поставленная задача решается тем, что:
1) стойки рыхлителей закреплены на раме шарнирно с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси трактора, соединены между собой тягами и с гидроцилиндром управления их поворотом, а две парные стойки рыхлителей имеют криволинейную, с изгибом во внешние стороны относительно оси их симметрии, форму, при этом линия изгиба стойки расположена от носка наральника на расстоянии 15…30 сантиметров при угле изгиба 10…20 градусов, причем грунтоподъемники закреплены только на внешних сторонах этих стоек.
2) рабочие полости гидроцилиндра управления поворотом стоек рыхлителей соединены с гидравлической системой трактора посредством трехпозиционного гидрораспределителя, механически связанного с электромагнитом, соединенным через релейно-транзисторный элемент с логической системой оценки импульсов, вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя импульсов, имеющего, в свою очередь, электрическую связь с электронным датчиком контроля положения, закрепленным на стойке рыхлителя.
На фиг. 1 изображены различные формы переуплотненных промежутков - внутрипочвенных стенок - полученные после прохода по склону глубокорыхлителя: а - существующей конструкции, 6 - предлагаемой конструкции. На фиг. 2 показан общий вид глубокорыхлителя для обработки склоновых земель, вид сбоку. На фиг. 3 показан общий вид глубокорыхлителя для обработки склоновых земель, вид сзади, включая систему управления гидроцилиндром.
Предложенная новая конструкция глубокорыхлителя для обработки склоновых земель имеет существенные отличия от прототипа и отвечает критерию новизны.
Глубокорыхлитель для обработки склоновых земель выполнен следующим образом.
К тяговой машине 1 посредством четырехточечной подвески 2 закреплена рама глубокорыхлителя 3, на которой в шарнирах 4 с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной оси трактора установлены корпуса стоек рыхлителей - прямые 5 и две парные криволинейные 6 с изгибом во внешние стороны относительно оси их симметрии, в нижней части которых закреплены наральники 7, а в средней части – почвоподъемные пластины – грунтоподъемники 8, причем на прямых стойках 5 грунтоподъемники 8 установлены симметрично с обеих сторон, а на криволинейных только с одной внешней стороны. Стойки рыхлителей 5 и 6 в части расположенной выше шарниров 4 посредством шарниров 9 соединены между собой обшей тягой 10 и со штоком 11 гидроцилиндра управления поворотом 12. Полости гидроцилиндра 12 посредством трубопроводов 13 и 14 соединены с гидросистемой трактора (тяговой машины) через трехпозиционный гидрораспределитель 15, который механически связан с электромагнитом 16, который электрической связью соединен через релейно-транзисторный элемент 17 с логической системой оценки импульсов 18, вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя импульсов 19, имеющего в свою очередь электрическую связь с электронным датчиком контроля положения 21, закрепленным на одной из стоек рыхлителя 6. Все это составляет электрогидрораспределитель 20.
Работа глубокорыхлителя осуществляется следующим образом. При начальном положении тяговой машины (трактора) 1 на склоне имеющем угол наклона склона β рама глубокорыхлителя 3,закрепленная на тракторе посредством четырехточечной подвески 2,располагается так же как и трактор - параллельно склону. При этом стойки рыхлителей 5 и 6 установлены в транспортном положении, т.е. перпендикулярно раме и отклонены от вертикали на угол наклона склона β, что соответствует положению трехпозиционного гидрораспределителя 15 в позиции 1ГР. При включении системы управления электронный датчик контроля положения 20 фиксирует угол отклонения стоек от вертикали на величину равную углу наклона склона β и генерирует соответствующий электрический импульсный сигнал. Импульсный сигнал, усиленный по амплитуде и сформированный по длительности и крутизне фронтов в усилителе-формирователе импульсов 19, поступает на вход логической схемы оценки импульсов 18, который обеспечивает единичный сигнал при отклонении стойки от вертикали и нулевой сигнал при отсутствии отклонения (в пределах задаваемого допуска). От логического единичного сигнала включается релейный элемент 17 транзисторного типа. Его выходное напряжение подается на электромагнит, который передвигает золотник гидрораспределителя 15 в одно из положений 2ГР или 3ГР, открывающее движение масла к соответствующим полостям гидроцилиндра 12, что посредством воздействия штока 11 гидроцилиндра на стойки рыхлителей 5 и 6 восстанавливает их вертикальное положение. При достижении стойками 5 и 6 вертикального положения система управления переводит золотник гидрораспределителя 15 в позицию 1ГР, что фиксирует заданное положение стоек глубокорыхлителя и при его заглублении и продолжении движения по склону формирует внутрипочвенные стенки рациональной формы.
При соответствующей настройке логической системы оценки импульсов 18 гидроцилиндр 15 обеспечивает постоянное (в заданных пределах отклонения) вертикальное положение стоек 5 и 6 глубокорыхлителя, обеспечивая при работе орудия на склоне решение поставленной задачи.