Влагосберегающий прикатывающий агрегат к плугу трактора Р.С. Магомадова
MOISTURE-SAVING ROLL UNIT TO THE MAGOMADOV TRACTOR PLOUGH

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к влагосберегающему прикатывающему агрегату к плугу трактора и может быть использовано для составления тракторных гидрофицированных агрегатов, выполняющих весенние и осенние предпосевные работы.
Уровень техники
Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму и закрепленные на ней дисковые батареи, размещенные под углом к поперечн6ой линии агрегата, рыхлительные рабочие органы, например плоскорежущие лапы и каток с рабочими элементами, при этом рабочие элементы катка, например, зубчатые планки, размещены по многозаходовым спиралям, имеющим направление навивки в сторону задних концов дисковых батарей и переменный шаг навивки спиралей, больший по следу задних концов дисковых батарей.
В агрегате, угол между линией спирали и образующей тела вращении я поверхности катка не превышает 10° по следу задних концов дисковых батарей и составляет 30-50° по следу передних концов дисковых батарей (см. пат. RU №2108014, МПК А01В 49/02, опубл. 10.04.1998 г.).
Недостатком данного агрегата является сложность конструкции, громоздкость, металлоемкость, неустойчивая работа на склонах.
Известен почвообрабатывающий каток, включающий ободы-диски, закрепленные на оси, из которых крайние и средний установлены перпендикулярно оси, и зубчатые планки с одинаковым шагом впадин и выступов, закрепленные на ободах-дисках, при этом ободы-диски, расположенные между крайними и средним установлены зеркально симметрично относительно плоскости симметрии катка перпендикулярной оси катка, под углом к оси не менее 70°, в ободах-дисках выполнены пазы для размещения в них зубчатых планок, при этом соседние планки установлены со смещением в осевом направлении на величину шага впадины или выступа, причем диаметр ободов-дисков равен диаметру окружности, описанной вокруг выступов зубчатых планок.
В почвообрабатывающем катке, зубчатые планки могут быть закреплены на ободах-дисках под наклоном к оси катка, величина угла которого не превышает 10°.
В почвообрабатывающем катке, зубчатые планки могут быть закреплены на ободах-дисках параллельно оси катка (см. пат. RU №2213437, МПК А01В 29/04, опубл. 10.10.2003 г.).
Недостатком данного почвообрабатывающего катка является сложность конструкции, невысокая производительность труда.
Известен комбинированный почвообрабатывающий рабочий орган, содержащий прутковый каток с чередующимися прутками квадратного сечения, подшипниковые узлы, закрепленные к задним звеньям четырехзвенной параллелограммной подвески, установленный под катком плоский нож со стойками, имеющими возможность перемещения вверх-вниз, вперед-назад, при этом прутки образуют ромбовидную поверхность катка путем чередования прутков, установленных параллельно оси и под ней, причем к наружным передним граням параллельно расположенных прутков в шахматном порядке закреплены иглы, часть которых входит во внутреннее пространство пруткового катка, часть - выходит наружу, при этом вылет игл составляет 0,4…0,5 от вылета внутрь пространства пруткового катка, а угол крошения плоского ножа составляет 5…7°.
В комбинированном почвообрабатывающем рабочем органе, угол наклона прутков к оси пруткового катка составляет 18…27° и равен углу трения почвы по стальной поверхности (см. пат. RU №2514994, МПК А01В 33/00, опубл. 10.05.2014 г.).
Недостатком данного комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа является сложность конструкции, невысокая надежность работы рабочего органа, невысокое качество подготовки почвы.
Известен навесной каток к плугу трактора, включающий планчатый каток в форме барабана, установленный на опорной раме, закрепленной в торцах последнего, в дисках которого закреплены планки, навесное устройство, при этом навесное устройство выполнено из длинного и короткого рычагов с возможностью обеспечения установки барабана перпендикулярно направлению движения трактора, причем на каждом из рычагов закреплен амортизатор для регулировки высоты катка над уровнем почвы и давления катка на почву, опорная рама закреплена с длинным и коротким рычагами с помощью стремянки с торцевой пластиной, а навесное устройство закреплено к плугу с помощью двух переходных пластин с пальцем (см. пат. RU №177524, МПК А01В 49/00, опубл. 28.02.2018 г.).
Недостатком данного катка является невысокая эксплуатационная надежность навесного катка к плугу трактора и качество подготовки почвы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является прицепное к плугам или плоскорезам комбинированное почвообрабатывающее приспособление и способ для подготовки верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы, содержащее присоединяемую передней частью к плугам или плоскорезам несущую раму, кольчатые катки и активные игольчатые диски, имеющие изогнутые иглы, обращенные вогнутостью по направлению вращения дисков, при этом оно снабжено плавающей рамой, снизу параллельно прикрепленной к несущей раме посредством шарнирной подвески с возможностью регулирования ее удаления от несущей рамы, пассивными игольчатыми дисками, имеющими изогнутые иглы, обращенные выпуклостью по направления вращения дисков, и мульчирующим барабаном - бороной, кольчатые катки установлены рядами на несущей раме в ее передней и задней частях, а между рядами кольчатых катков расположена плавающая рама, на которой смонтированы рядами игольчатые диски, причем в передней части плавающей рамы установлен, по меньшей мере, один ряд активных игольчатых дисков, а в средней и задней частях плавающей рамы размещены, по меньшей мере, два ряда пассивных игольчатых дисков, при этом мульчирующий барабан - борона прикреплен сзади к несущей раме и состоит из нескольких автономно вращающихся секций.
В приспособлении секции барабана - бороны выполнены с пластинчатыми ножами, установленными под углом 20-30° к оси барабана - бороны и имеющими режущую кромку, заточенную под углом 32°.
В приспособлении кольчатые катки и игольчатые диски установлены соответственно на несущей и плавающей рамах с возможностью захода дисков и катков одного ряда в промежутки между дисками или катками каждого соседнего ряда на глубину, равную 0,1-0,2 диаметра дисков или катков поверхности (см. пат. RU №2140136, МПК А01В 79/00, А01В 49/02 опубл. 27.10.2014 г.).
Недостатком данного комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа является сложность конструкции, невысокая надежность работы рабочего органа, невысокое качество подготовки почвы.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора, обладающего упрощением конструкции, эффективностью в эксплуатации, высокой надежностью и качеством предпосевной подготовки почвы, за счет создания верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы состоящего из верхней рыхлой мульчирующей прослойки, нижней крупнорыхлой прослойки и расположенной между ними уплотненной мелкорыхлой прослойки, которая препятствует испарению влаги из нижележащего слоя почвы, без применения дополнительных сельхозмашин или дополнительных проходов.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокому качеству предпосевной подготовки почвы, упрощению конструкции агрегата и повышению эффективности и надежности в эксплуатации, что дает возможность решить техническую проблему по повышению качества предпосевной подготовки почвы, за счет измельчения крупных фракций поверхностного слоя почвы с последующим ее выравниванием с одновременным упрощением конструкции агрегата и повышением эффективности и надежности в эксплуатации.
Технический результат достигается с помощью влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора, содержащего каток в форме барабана, на котором на равном расстоянии друг от друга надеты диски с параллельно жестко закрепленными на них прутьями и установленный на основной раме, соединенной с дышлом, борону, соединенную с катком, гидроцилиндр, соединительное устройство к плугу, при этом он дополнительно снабжен подъемной полурамой, выполненной трапециевидной формы с двумя рычагами, установленными на концевых частях полурамы, с возможностью закрепления к основной раме и подъема бороны и дугообразной рамой, на которой установлен гидроцилидр, один конец которого закреплен в средней части полурамы, а другой к середине основной рамы и на дышле, при этом последнее выполнено из двух частей, первая часть, которой закреплена к середине основной рамы и дополнительно снабжена двумя стяжками, а вторая часть закреплена одним концом к первой с возможностью разворота катка, а другим посредством соединительного устройства к плугу трактора, при этом прутья выполнены квадратной формы.
Таким образом, так как при подготовке полупара, основная задача состоит в измельчении крупных фракций поверхностного слоя почвы с последующим ее выравниванием, что осуществляется с помощью предлагаемого изобретения, которое исключает необходимость
дополнительной обработки почвы культиваторами, что в свою очередь удешевляет и повышает качество процесса подготовки почвы, например, к посадке озимых культур, за счет выполнения влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора, содержащего каток в форме барабана, на котором на равном расстоянии друг от друга надеты диски с параллельно жестко закрепленными на них прутьями и установленный на основной раме, соединенной с дышлом, борону, соединенную с катком, гидроцилиндр, соединительное устройство к плугу, при этом он дополнительно снабжен подъемной полурамой, выполненной трапециевидной формы с двумя рычагами, установленными на концевых частях полурамы, с возможностью закрепления к основной раме и подъема бороны и дугообразной рамой на которой установлен гидроцилидр, один конец которого закреплен в средней части полурамы, а другой к середине основной рамы и на дышле, при этом последнее выполнено из двух частей, первая часть, которой закреплена к середине основной рамы и дополнительно снабжена двумя стяжками, а вторая часть закреплена одним концом к первой с возможностью разворота катка, а другим посредством соединительного устройства к плугу трактора, при этом прутья выполнены квадратной формы, с одновременным упрощением конструкции агрегата и повышением его эксплуатационной надежности, причем, так как агрегат является навесным, он также повышает маневренность трактора при развороте на следующий круг, а также сокращает время агротехнического возделывания, что позволяет осуществить своевременную посадку, например, озимых культур.
Краткое описание чертежей и изображений
На фиг. 1 дана схема влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора, общий вид в ракурсе  спереди.
На фиг. 2, тоже, прикатывающий агрегат к плугу трактора, вид сбоку.
На фиг. 3, тоже, каток.
На фиг. 4, тоже, каток с сайлентблоком с пластиной для крепления основной рамы катка.
На фиг. 5, тоже, первая часть дышла, общий вид.
На фиг. 6, тоже, вторая часть дышла, общий вид.
Осуществление изобретения
Влагосберегающий прикатывающий агрегат к плугу (на фиг. не показан) трактора (на фиг. не показан) (см. фиг 1-6) состоит из катка 1 в форме барабана, выполненного из толстостенной трубы 2, являющейся основой катка 1, на которой на равном расстоянии друг от друга надеты диски 3 наборные с параллельно жестко закрепленными на них прутьями 4, выполненными квадратной формы и закрепленным на основной раме 5, соединенной с дышлом 6, причем по концам трубы 2 катка 1 приварены фланцы 7, крепления ступицы 8 с помощью болта (на фиг. не обозначен), которая входит во внутрь трубы 2 катка 1, а в наружной части остается ось (на фиг. не обозначена) ступицы 8, на которую посредством сайлентблока 9, закрепленного с помощью гайки (на фиг. не обозначена) на ось ступицы 8 и пластины 10, закрепленной на сайлентблоке 9, с возможностью установления на пластине 10 основной рамы 5 катка 1, при этом каток 1 последовательно соединен с бороной 11, с помощью, дополнительно снабженной подъемной полурамы 12, выполненной трапециевидной формы с двумя рычагами 13, установленными на концевых частях полурамы 12, с возможностью закрепления к основной раме 5 с помощью пальцев (на фиг. не показаны) и оснащенной поводками (на фиг. не обозначены) для крепления бороны 11, при этом подъем бороны 11 осуществляют с помощью гидроцилиндра 14 установленного в дугообразной раме (на фиг. не обозначена) между бороной 11 в средней части полурамы 12 над катком 1, и затем на дышле 6, при этом последнее выполнено из двух частей, первая часть, которой закреплена к середине основной рамы 5 посредством шкворня (на фиг. не обозначен) на которой с двух сторон дополнительно установлены стяжки 15, для жесткости и облегчения разворота катка 1, а вторая часть дышла 6 закреплена одним концом к первой с помощью шкворня (на фиг. не показан) с возможностью разворота катка 1, а другая часть посредством соединительного устройства (на фиг. не обозначено) к плугу трактора, причем к соединительному устройству вторая часть закреплена через шарнир (на фиг. не показан) с помощью пальца (на фиг. не показан), при этом выполнение дышла 6 из двух частей и соединение между ними через шкворень снимает нагрузку с обеих частей дышла 6 при поворотах и делает агрегат маневренным при работе с плугом трактора.
Влагосберегающий прикатывающий агрегат к плугу трактора, эксплуатируют следующим образом.
Перед началом работы производят сцепку влагосберегающего прикатывающего агрегата со штатными креплениями рабочих органов (на фиг. не показаны) плуга трактора с помощью соединительного устройства, а также с гидроцилиндром 14 и при движении плуга трактора диски 3 катка 1 с параллельно жестко закрепленными на них прутьями 4, выполненными квадратной формы, катка 1, закрепленного на основной раме 5, выполняют качественное уплотнение, входят в землю близко к вертикали, а выходят почти плашмя, в результате чего каток 1 хорошо подкапывает, срезает гребни, разбивает комья, выравнивает и уплотняет поверхность поля после прохода плуга трактора, а борона 11, установленная на дополнительно снабженной подъемной полураме 12, выполненной трапециевидной формы с двумя рычагами 13, установленными на концевых частях полурамы 12 и закрепленные к основной раме 5 с помощью пальцев и поводков для крепления бороны 11, разрыхляет верхний слой предпосевной подготовки почвы, при этом за счет создания верхнего посевного влагосберегающего слоя почвы состоящего из верхней рыхлой мульчирующей прослойки, нижней крупнорыхлой прослойки и расположенной между ними уплотненной мелкорыхлой прослойки, которая препятствует испарению влаги из нижележащего слоя почвы, достигается высокое качество предпосевной подготовки почвы, а подъем бороны 11 осуществляют с помощью гидроцилиндра 14 установленного в дугообразной раме расположенной между бороной 11 в средней части полурамы 12 над катком 1, и который затем установлен в дышле 6, причем, так как по концам трубы 2 катка 1 приварены фланцы 7, крепления ступицы 8 с помощью болта, которые входят во внутрь трубы 2 катка 1, а в наружной части остается ось ступицы 8, на которую посредством сайлентблока 9, закрепленного с помощью гайки на ось ступицы 8 и пластины 10, закрепленной на сайлентблоке 9, установлена основная рама 5 катка 1, при этом каток 1 последовательно соединен с бороной 11, с помощью, подъемной полурамы 12, сайлентблок 9 гасит колебания передаваемые от одного узла к другому, который представляет собой резинометаллический шарнир (на фиг. не показано), выполненный из двух металлических втулок (на фиг. не показано), между которыми имеется резиновая упругая вставка (на фиг. не показана) и они служат для соединения деталей подвески (на фиг. не обозначена) и за счет упругой вставки между втулками (резина или полиуретан) гасит колебания, при этом, так как дышло 6 выполнено из двух частей, первая часть, которой закреплена к середине основной рамы 5, на которой с двух сторон дополнительно установлены стяжки 15, которые создают жесткость, управляемость, мобильность и облегчают поворот, разворот и движение назад агрегата, а вторая часть дышла 6 закрепленная одним концом к первой с помощью шкворня, также создает разворот катка 1, а другая часть посредством соединительного устройства соединена к плугу трактора, причем к соединительному устройству вторая часть закреплена через шарнир с помощью пальца, также создает управляемость и мобильность, при этом выполнение дышла 6 из двух частей и соединение между ними через шкворень снимает нагрузку с обеих частей дышла 6 при поворотах и делает агрегат маневренным при работе с плугом трактора.
Таким образом, с помощью предлагаемой конструкции влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора позволило улучшить маневренность и свободное перемещение по полю, а также отодвинуть первую культивацию на 5-7 дней, в связи с чем, высвобождается техника, которая должна была заниматься культивацией для других нужд, при этом каток 1 еще служит как индикатор «спелости» почвы, так как залипание катка 1 говорит о том, что почва не поспела и пахать ее рано, при этом также вес катка 1 с плугом распределен по осям таким образом, что нагрузка на опорно-транспортные колеса (на фиг. не показаны) в рабочем положении сцепки и при транспорте остается в пределах грузоподъемности задней подвески трактора.
Анализ выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью агрегатов показал необходимость создания влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора. Изготовлен и испытан опытный образец влагосберегающего прикатывающего агрегата к плугу трактора, который за один проход выполняет следующие функции, имея ширину захвата 1,5 м, рабочую скорость до 10 км/час, транспортную скорость до 20 км/час, масса агрегата не более 150 кг, диаметр рабочего диска не менее 300 мм, обслуживающий персонал 1 (тракторист):
- улучшение водного, воздушного и теплового режима почвы, что положительно сказывается на работу микроорганизмов и дальнейшее улучшение агрофона, сохранение не только влаги, но и структуры почвы;
- выравнивание гребней почвы, измельчение комьев до мелких фракций;
- при пассивном положении прутьев, выполненными квадратной формы, осуществляется приуплотнение поверхностного слоя почвы катками с одновременным мульчированием почвы, что максимально сохраняет запасы почвенной влаги и повышает качество противоэрозионной обработки почвы.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями, имеет следующие преимущества:
- повышение эксплуатационной надежности и срока службы;
- повышение производительности труда;
- улучшение качества подготовки почвы;
- возможность применения в различных почвенно-климатических условиях при пассивном положении;
- предотвращение или существенные сокращения ветровой и водной эрозии;
- смягчение воздействия засухи за счет увеличения почвенной влаги;
- экономия горючего за счет уменьшения количества проходов, а именно с возможностью за один проход трактора выполнять операции: верхнюю рыхлую мульчирующую прослойку, нижнюю крупнорыхлую прослойку и расположенную между ними уплотненную мелкорыхлую прослойку, которая препятствует испарению влаги из нижележащего слоя почвы, без применения дополнительных сельхозмашин или дополнительных проходов;
- сокращение энергозатрат до 30%.