СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF TILLAGE AND TILLAGE TOOL FOR ITS IMPLEMENTATION

Область применения
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к почвообрабатывающим орудиям.
Также изобретение относится к сельскохозяйственным способам обработки почвы.
Введение
В последнее время, когда энергоносители поднялись в цене, что существенно влияет на себестоимость продукции сельхозкультур, а климатические условия изменились в сторону потепления, что приводит к постоянному дефициту влаги в верхних слоях почвы, изобретен новый способ обработки почвы - ленточно-вырывной, а значит, и почвообрабатывающее орудие для его реализации. Благодаря его применению на просторах сельскохозяйственных угодий многократно снижаются затраты, которые несет каждый производитель сельскохозяйственной продукции, в частности, на основной обработке почвы (плоскорезная обработка почвы, пахота), операциях по сбору и сохранению влаги в почве в осенне-зимний период. Сельхозорудие способно заменить плуги, плоскорезы, лункообразователи типа ЛОД-10, в разы увеличить производительность труда и сельхозорудий, не создавая плужной подошвы, исключая свалы и развалы при его работе.
Предлагается почвенный рыхлитель влагонакопитель (устройство обработки почвы), например, с шириной захвата 2 метра (ПВР-2.0).
Сельхозорудие является прицепным. Для разных типов почв и цели технологических приемов ПРВ-2.0 снабжен разными сменными рабочими органами, различными по форме, какие определяются специалистом для достижения технологического процесса.
ПРВ-2.0 способен качественно вести обработку почвы на глубину от 14-16 см до 28-30 см, что соответствует характеристикам плугов и плоскорезов, по своим экономическими показателям существенно их превосходя.
ПРВ-2.0 агрегатируется тракторами всех типов, начиная от Т-16, Т-25 в одиночном варианте. T-30, Т-40 - по две штуки в сцепке. ЮМЗ, МТЗ, Т-150, К-700 - от 3 до 10 штук в сцепке.
Скорость эксплуатации ПРВ-2.0 не более 5 км/час, что соответствует производительности одного агрегата 1 га за 1 час работы, за 7 часов работы соответственно 7 га трактором Т-16. К-700 соответственно 70 га за семичасовую смену беспрерывной работы. Расход горючего по сравнению с пахотой и плоскорезной обработкой снижается на 30% от среднепринятой нормы за смену на пахоте.
Вид операции производится рабочим органом - штопор. Благодаря этому рабочему органу на сельхозмашине произошло открытие нового в сельском хозяйстве способа обработки почвы, называемого методом ленточно-вырывной обработки почвы. Его преимущества будут ниже описаны и подтверждены чертежами.
Другие сменные рабочие органы предназначены для других видов сельхозработ по операциям.
Так, для повышения запаса влаги в верхних горизонтах почвы на многолетних травах (люцерна, клевер) на 3-4 году пользования предлагается проводить лункование осенью перед осенне-зимним периодом рабочим органом сверло, то есть сверлование со схемой размещения рабочих органов по цепи до 1 метра по ходу транспортировочных цепей. Рабочие органы следует распределять в шахматном порядке между параллельными грядилями. Глубина обработки до 30 см.
Этот прием существенно пополнит влагу в нижних горизонтах почвы.
На многолетних травах рекомендуется агрегатировать ПРВ-2.0 на скорости до 7 км/час. Весной дисковым лущильником типа ЛГД-15 с малым углом атаки дисковых батарей до 7° произвести лущение, то есть ремонт многолетних трав. Это даст присыпку лунок и разравнивание холмиков, омоложение многолетних трав путем повреждения верхних концов корней, что приводит к образованию новых почек и отмиранию старых, а значит, к появлению новых побегов многолетних трав.
Как видно из этого примера, ПРВ-2.0 нисколько не испортил агроприем - омоложение многолетних трав, но и увеличил запас влаги путем улавливания талых вод в ямках, лунках.
Другие рабочие органы, такие как бур, винт, шнековый бур, предназначены для других видов работ как предшественники других агроприемов. Например, перед культивацией - глубокой культивации для уменьшения сопротивления почвы. Это снижает расход горючего до 20-30% на культивацию.
ПРВ-2.0 не вытесняет проверенные годами плуги и плоскорезы, просто пытается достойно занять свою нишу среди набора сельскохозяйственных орудий и машин, давая возможность специалистам сельского хозяйства аргументированно и практично использовать возможности этой сельхозмашины, что, несомненно, повысит урожайность сельхозкультур, не прибегая к вспашке.
На полях перед основным внесением удобрений рекомендуется производить «винтование» или «бурование» почвы, что позволит более равномерно распределить удобрения на разных уровнях в почве. Далее рекомендуется дисковать тяжелой бороной типа БДТ-3, БДТ-7. В осенне-зимний период влага накопится в «скрытых» лунках и ямках. Почва под посев ранних зерновых после боронования готова. Воздушный режим почвы этими операциями полностью обеспечен.
Это неполный перечень возможностей ПРВ-2.0, они еще не изучены полностью, но даже из этого видны только одни плюсы:
- в экономии горючего - как минимум в 5-7 раз, улучшение водного и воздушного режимов почв, питательного режима растений;
- экономия путем исключения из технологического процесса выращивания сельхозкультур некоторых операций, например пахота, плоскорезная обработка, распределение более равномерно по верхнему горизонту удобрений, повышение запасов влаги в почве, улучшение воздушного режима почвы.
Простота принципа работы рабочих органов ПРВ-2.0, которые не делают плужной подошвы, не мешают пополнять запасы влаги из верхних слоев пахотного слоя в нижние.
В конструкции ПРВ-2.0 имеются такие несовершенства: сложная конструкция, более металлоемкая по сравнению с плугом или плоскорезом. Сложнее в изготовлении, обслуживании и эксплуатации.
Но, несмотря на все вышеуказанное, ПРВ-2.0 просто необходим специалистам сельского хозяйства, упрощает и расширяет возможности технологических операций и агроприемов по подготовке почвы, увеличивает запасы влаги и улучшает воздушный режим почвы.
Краевые полосы, места разворотов или клиновидные участки необработанной почвы, полученные при разбивке полевых загонок, поля со сложной конфигурацией и малой длиной гона рекомендуется использовать и обрабатывать старыми проверенными способами, такими как пахота, плоскорезная обработка, глубокая культивация.
В работе с ПРВ-2.0 при опускании рабочих органов на почву, тем более при заглублении недопустимы крутые повороты и движение назад, что приведет к серьезным поломкам.
При работе с несколькими сельхозмашинами в сцепке агрегат должен быть укомплектован маркерами или следоуказателями.
Уровень техники
Известен «Агрегат для образования в почве углублений», авторское свидетельство №917718, и «Почвообрабатывающее орудие», авторское свидетельство №917717, в которых рабочие органы выполняют работу точечного укола стержнями путем давления на них механизмом импульсивного действия, что приводит к образованию в почве углублений на длину рабочего хода стержней.
Обратный процесс возвращения стержней из почвы после укола производится за счет пружин, сидящих на самих стержнях, то есть за счет силы разжатия пружин.
Основным недостатком является образование углублений в почве малого диаметра или малая длина углубления, что заметно снижает эффективность выполненной работы.
Так, есть еще одно изобретение «Почвообрабатывающее орудие», авторское свидетельство №506336, имеет привод от вала отбора мощности (ВОМ) трактора, рабочие органы - типа стержней, размещены на бесконечных тяговых цепях, а те, в свою очередь, на приводных звездочках большого диаметра, заглубляясь принудительно под воздействием на них ползунов и направляющих опорных роликов.
Недостатками этого изобретения являются малая ширина захвата агрегата, использование вала отбора мощности трактора и малые размеры углублений.
Теперь для сравнения аналога или прототипа к заявляемому орудию возьмем общеизвестный плуг.
Недостатком плуга является повышенная энергоемкость процесса и малая по сравнению с изобретением производительность. Это связано с сопротивлением почвы к ее перемещению, известно, что чем больше глубина пахоты, тем больше потребуется горючего, требуется мощней трактор, падает производительность труда. Так, пятикорпусный плуг ПН-5-35, агрегатируемый трактором Т-150, имеет ширину захвата 1,75 м и в среднем за смену на черноземах пашет от 5 до 7 га.
У плоскорезов производительность в два раза больше, что одинаково несравнимо с ПРВ-2,0.
Известен лункообразователь дисковой с шириной захвата 10 м - ЛОД-10. Принцип действия его рабочих органов - полусферические диски через коленость на ее концах и по центру коленоси удерживаемые креплением к раме лункообразователя при движении вперед, агрегатируемые трактором, скребут дисками почву. После наполнения одного диска землей создается противовес другому диску, обращенному тыльной стороной полусферы к ходу агрегата, который меняет местами заполненный землей диск на пустой через коленость, создавая лунку-борозду. В ней-то и накапливаются весенние воды со снега и дождей, которые постепенно впитывались почвой.
Основным недостатком этого орудия являлась малая глубина борозд, которые нельзя было увеличить по количеству рабочих органов за один проход.
Известен «Бур», патент № RU 2298076, как приспособление для земляных и строительных работ. Имеет недостатки - его для заглубления в землю следует крутить руками, при этом прикладывая значительные усилия как при нажиме, так и в прокручивании. Следует применять усилия в его выемке из лунки, им образованной, и не один раз.
Другой похожий на изобретение рабочий орган - бутылочный штопор для выемки пробки из бутылки. Его недостатком является его вкручивание в пробку бутылки и его выемка с пробкой из нее. Прикладывает ручная сила человека также при освобождении штопора от пробки.
Следующий рабочий орган - винт. Винтовые соединения деталей используются на строительстве, мебельном производстве и других отраслях народного хозяйства. Недостатком является то, что его следует вкручивать, применяя ту или иную силу.
В изобретении эту операцию выполняет механизм вращения рабочих органов, используя поступательное движение орудия, превращая во вращательное движение механизм вращения рабочего органа относительно своей оси вращения.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения - разработка нового способа обработки почвы и почвообрабатывающего орудия для увеличения запасов влаги в пахотном слое с улучшением воздушного режима в нем, без дополнительных затрат увеличение производительности труда, более чем экономный расход горючего на единицу продукции, повышение урожайности сельхозкультур и многое другое.
Другие задачи и преимущества будут рассмотрены ниже по мере изложения описания и предоставления чертежей.
Суть изобретения
Так, согласно изобретению осуществляют ленточно-вырывное рыхление пахотного слоя до 30 см путем его буравливания с хаотической заделкой пожнивных остатков и самой стерни.
Также согласно изобретению перед рыхлением пахотного слоя осуществляют нарезку щелей в почве.
Также согласно изобретению для подготовки почвы к осенне-зимнему периоду дополнительно осуществляют дискование пахотного слоя.
Также согласно изобретению краевые полосы, места разворотов или клиновидные участки необработанной почвы обрабатывают пахотой, плоскорезной обработкой и глубокой культивацией.
Также согласно изобретению осуществляют равномерное распределение минеральных удобрений по пахотному горизонту почвы и щелей.
Также согласно изобретению при буравлении пахотного слоя осуществляют следующие виды работ, например штопоревание, бурование, сверлование, винтование или их различные комбинации.
Также согласно изобретению почвообрабатывающее орудие характеризуется наличием:
- прицепной рамы, на которой расположены по меньшей мере три вращающиеся в направлении движения рамы бесконечные цепи, из которых две внешние и одна внутренняя, к которым прикреплены механизмы вращения рабочих органов, которые осуществляют ленточно-вырывное рыхление пахотного слоя путем его буравления.
Также согласно изобретению к механизму вращения рабочих органов прикреплена с одного конца вспомогательная подъемная цепь, которая с другого конца прикреплена к внутренней бесконечной цепи.
Также согласно изобретению рама содержит по меньшей мере одно переднее опорно-поворотное колесо и по меньшей мере одно заднее подъемно-транспортировочное колесо, управляемое гидроцилиндром, и заднюю регулируемую стойку опоры, которая через башмак опирается на почвенный слой.
Также согласно изобретению в верхней и нижней части рамы расположены направляющий и прижимной швеллеры, которые с обеих сторон обжимают механизм вращения и тем самым обеспечивают его вращение при контакте рабочих органов с почвенным слоем и их самоочищение.
Также согласно изобретению на раме расположены чистики рабочего органа.
Также согласно изобретению рама содержит по меньшей мере один почвенный нож, установленный в зоне ленточно-вырывного рыхления пахотного слоя.
Также согласно изобретению имеются сменные комплекты рабочих органов по форме и назначению, например: бур, штопор, сверло, винт или их различные комбинации.
Также согласно изобретению механизм вращения рабочих органов состоит из корпуса механизма вращения, на который крепятся при помощи соединений, например болтовых, по меньшей мере два колеса вращения, при этом верхнее из колес снабжено обоймой с подшипником, а также механизм вращения включает по меньшей мере три крепления для двух внешних и одной внутренней бесконечных цепей, между двумя внешними цепями на основу корпуса механизма вращения надевается подшипник, обеспечивающий свободное вращение механизма вращения.
Поставленные задачи решаются тем, что при прямолинейно-поступательном движении сельхозорудия, агрегатируемого трактором, через рабочие органы, соединенные с механизмами вращения рабочих органов, сидящих на трех бесконечно гибких соединениях (цепях), зажатые между направляющими и прижимными швеллерами, при контакте с почвой происходит вращение самих рабочих органов вокруг своей оси, погружаясь в почву.
Конструкция механизма вращения рабочих органов и силы трения, возникающие при движении колес механизма вращения по резиновым дорожкам направляющего швеллера, не дают последним проскальзывать по ним. Прижимается резиновой дорожкой, расположенной на центральной планке, другой прижимной швеллер, воздействующий на прижимной ролик механизма вращения. За счет этой силовой зависимости механизм вращения рабочих органов и сами рабочие органы крутятся. А так как вес сельхозмашины не маленький, давящий на рабочие органы, благодаря их прокрутке по своей оси и их формам происходит принудительное заглубление по направляющим швеллерам в почву.
После заглубления рабочих органов на заданную глубину (глубину определяет ограничитель на рабочем органе и их длина, длина направляющих и прижимных швеллеров и высота стоек на трех точках опоры орудия) рабочие органы перестают вращаться, не доходя до нижнего вала звездочек и почвенных ножей при выходе из направляющих нижних швеллеров. Почвенные ножи, при движении агрегата вперед, за счет того что форма у них круглая и находятся в самой нижней точке орудия, сидят на нижнем валу, прокручиваясь на подшипниках, режут почву на полосы, что существенно облегчает выход рабочих органов из почвы по гибким соединениям (цепям), уходящим вверх, к задним звездочкам сельхозорудия, удерживая его на них.
Механизм вращения рабочих органов плотно сидит на трех бесконечных соединениях (цепях), крепящихся с одной стороны через болтовое соединение с соединителем транспортной цепи, на двух внешних цепях и через вспомогательную цепь вертикального подъема, соединенную с внутренней цепью, что значительно облегчает подъем или выем рабочего органа с почвой. С другой стороны головка троса, включающая в себя отрезок троса, входящий вовнутрь основы корпуса механизма вращения, через болтовое соединение соединяется с внутренней цепью. Это дополнительно дает устойчивость механизму вращения на подъеме. При подъеме трос изгибается, и конструкция ведет себя устойчиво.
При прохождении задних звездочек орудия рабочие органы очищаются в основном об рамные чистки рабочих органов. Это бур, винт, шнековый бур, сверло. Дальнейшее полное очищение от почвы им не нужно.
Далее они, вращаясь с перевернутыми вверх рабочими органами по бесконечной цепи, направляются к передним звездочкам, по ходу самоочищаясь от комочков почвы, крутясь в левую сторону. После прохождения передних звездочек рабочие органы с механизмами вращения снова готовы к повтору цикла работы. Для четырех вышеназванных рабочих органов ходовые чистики рабочих органов не требуются.
Они требуются только для рабочего органа - штопор, который после первичной процедуры очищения об рамные чистики самоочищается на верхних ходовых чистиках за счет попадания ходовых чистиков по «резьбе» штопора с его дальнейшей прокруткой через механизм вращения и следует к переднему набору звездочек, направляемых и прижимаемых верхними швеллерами, выбирая остатки почвы между витками (резьбы) рабочих органов.
Такой процесс работы ПРВ-2.0 отличается только по виду выполненной задачи, так, после рабочего органа - винт остаются ямочные углубления на расстоянии, заданном по технологии процесса, фигура 31.1, 31.3, 31.4 - бур, бур шнековый - фиг. 31.5, 31.6 - полузасыпанные ямки - лунки и щели. Сверло - фиг. 31.7, 31.8 - углубленные отверстия и щели в почве.
Работа штопора показана на фиг. 31.1, 31.2. Механизмы вращения на цепях можно устанавливать практически на любых расстояниях от 25 см по замкнутым цепям, добиваясь желаемого результата. Такой рабочий орган, как бур и штопор, никогда не зацепится за рядом идущие с ним по цепям, а тем более в соседних грядилях, по одной простой причине - все они в момент погружении в землю крутятся вправо и все они на верхнем ходу самоочистки крутятся влево, в период освобождения их от почвы и прокручивания цепей через свои блоки звездочек не крутятся вообще.
Для более быстрого заглубления рабочих органов спереди на раме и дышле можно установить ящик с балластом (земля, песок, камни), а также отлитые из железа противовесы, увеличивающие вес рамы в ее передней части, что немаловажно.
Перечень фигур
1. ПРВ-2.0, вид сбоку.
2. ПРВ-2.0, вид спереди.
3. ПРВ-2.0, вид сзади.
4. ПРВ-2.0, вид снизу.
5. ПРВ-2.0, вид сверху.
6. Задняя боковая часть ПРВ-2.0.
7.1. Лонжерон грядиль рамы ПРВ-2.0, вид сбоку.
7.2. Лонжерон грядиль рамы ПРВ-2.0, вид снизу.
7.3. Лонжерон грядиль рамы ПРВ-2.0, вид сверху.
8.1. Задняя часть рамы с крепежными ушами грядилей.
8.2. Боковой разрез задней части рамы с крепежными ушами и грядилем.
8.3. Задняя часть рамы, вид сверху.
9. Комплект швеллеров (направляющих и прижимных) с механизмом вращения.
10. Механизм вращения с крепежами к гибким соединениям (цепями), вид сбоку.
10.1. Основа корпуса механизма вращения.
10.2(а). Корпус подшипника механизма вращения с одного бока.
10.2.(б). Корпус подшипника механизма вращения с другого бока.
11. Механизм вращения, вид сверху.
12. Механизм вращения, вид снизу.
13.1. Звездочка с направляющими щеками, вид спереди.
13.2. Звездочка с направляющими щеками, вид сбоку.
14. Звездочки в сборе, вид спереди.
15. Носовая часть сельхозорудия с направляющими и прижимными швеллерами.
16.1. Большая звездочка с большой и малой щекой.
16.2. Большая звездочка с большой и малой щекой, вид сверху.
16.3. Большая звездочка с большой и малой щекой, вид сбоку.
17. Натяжитель передних звездочк, вид сбоку.
18. Ось передних звездочек с подшипниками грядилями и натяжителями оси передних звездочек.
19.1. Фрагмент передней части рамы с верхним крепежным углом рамы с грядилем, вид сверху.
19.2. Нижнее крепежное ухо рамы с грядилем и верхнее крепежное ухо рамы с грядилем, вид сзади.
19.3. Передний поперечный разрез передней части рамы с крепежными ушами, замком крепления грядиля с рамой и самого грядиля, вид сбоку.
20. Соединение замка цепи.
21.1. Поперечный разрез грядилей с рамным чистиком рабочих органов.
21.2. Рамный чистик рабочих органов, вид сверху.
22. Несущий вал звездочек и ножей, насквозь проходящий через грядили, вид сбоку.
23.1. Уплотнительные шайбы.
23.2. Уплотнительные шайбы, вид сбоку.
24.1. Режущий почвенный нож, вид сбоку.
24.2. Режущий почвенный нож, вид сверху.
25. Рабочий орган бур с ножом, вид спереди.
26. Рабочий орган сверло, вид спереди.
27. Рабочий орган шнековый бур, вид спереди.
28. Рабочий орган винт, вид спереди.
29. Рабочий орган штопор, вид спереди.
30.1. Подъемно-поворотное устройство переднего опорного колеса.
30.2. Стойка переднего колеса, вид сверху.
30.3. Грядильные поперечные крепления, вид сбоку и сверху.
31.1. Поперечный срез почвы после работы рабочего органа штопор.
31.2. Вид сверху после работы рабочего органа штопор.
31.3. Поперечный срез почвы после работы рабочего органа бур.
31.4. Вид сверху после работы рабочего органа бур.
31.5. Поперечный срез почвы после работы рабочего органа шнековый бур.
31.6. Вид сверху после работы рабочего органа шнековый бур.
31.7. Поперечный срез почвы после работы рабочего органа сверло.
31.8. Вид сверху после работы рабочего органа сверло.
Номерное название деталей
1. Рама с грядилями.
2. Переднее опорно-поворотное колесо.
3. Вилка опорного колеса.
4. Ось переднего колеса.
5. Дышло.
6. Задняя стойка опоры, регулируемая.
7. Башмак.
8. Ухо дышла с пальцем.
9. Опорное крепление гидроцилиндра.
10. Звездочка большая.
11. Задние подъемно-транспортировочные колеса.
12. Рабочий орган штопор.
13. Натяжитель передних звездочек.
14. Опорная стойка переднего колеса.
15. Коленчатая ось задних колес.
16. Крепление задней стойки опоры.
17. Задняя звездочка большая (набор).
18. Крепление болт.
19. Малая звездочка.
20. Рамный чистик рабочих органов.
21. Гидроцилиндр.
22. Гидротрубопровод, гидрошланги.
23. Ухо коленчатой оси.
24. Фиксирующие болты поворотного устройства.
25. Ось передних звездочек.
26. Почвенный нож.
27. Механизм вращения рабочих органов.
28. Крепление опоры переднего колеса.
29. Задний вал звездочек.
30. Нижний вал звездочек и ножей.
31. Крепление коленчатой оси к раме.
32. Седло подшипника.
33. Уровень почвы.
34. Подшипники.
35. Обойма подшипников переднего колеса.
36. Транспортировочные цепи.
37. Стойки направляющего швеллера.
38. Гайка вала.
39. Уплотнительная шайба.
40. Подшипник звездочки.
41. Гайка соединения рабочего органа с механизмом вращения рабочего органа.
42. Ограничительное кольцо заглубления рабочего органа.
43. Вал рабочего органа.
44. Нож рабочего органа.
45. Наконечник рабочего органа.
46. Шнековая полоса.
47. Штопор.
48. Внутренняя резьба соединения рабочего органа с механизмом вращения рабочего органа.
49. Сверло.
50. Щечка крепления чистика рабочего органа.
51. Комплект звездочек.
52. Направляющая щека звездочки.
53. Отверстие для подшипников.
54. Соединительные отверстия направляющих щек со звездочкой.
55. Цепные канавки.
56. Соединительные болты щечек со звездочками.
57. Наконечник чистика рабочих органов.
58. Ходовой чистик рабочих органов.
59. Стойка опоры ходового чистика.
60. Стойка вилки переднего колеса.
61. Посадочное гнездо подшипника.
62. Фиксирующая канавка вилки переднего колеса.
63. Колеса механизма вращения рабочего органа.
64. Прижимной ролик механизма вращения рабочего органа.
65. Трос.
66. Головка троса.
67. Гнездо троса, гибкого соединения.
68. Стопорные болты.
69. Подшипник механизма вращения рабочего органа в корпусе.
70. Основа корпуса механизма вращения рабочего органа.
71. Соединитель транспортной цепи с механизмом вращения.
72. Соединительный палец механизма вращения и транспортной цепи.
73. Соединительная резьба механизма вращения с рабочим органом.
74. Вспомогательная цепь вертикального подъема рабочих органов.
75. Втулка пальца.
76. Грядилные поперечные крепления.
77. Соединительные отверстия поперечного крепления.
78. Грядиль рамы.
79. Капроновая втулка механизма вращения.
80. Шарик наборного подшипника.
81. Обойма наборного подшипника.
82. Соединительная скоба рамы с грядилем.
83. Нижнее крепежное ухо рамы с грядилем.
84. Верхнее крепежное ухо рамы с грядилем.
85. Крепежное отверстие.
86. Заднее крепежное ухо рамы с грядилем.
87. Зажимной болт наборного подшипника.
88. Резьбовое соединение транспортной цепи.
89. Отверстия для натяжителя передних звездочек.
90. Резиновые дорожки колес механизма вращения рабочих органов на направляющем швеллере.
91. Резиновая дорожка прижимных роликов механизмов вращения рабочих органов.
92. Болт крепления резиновой дорожки.
93. Направляющий швеллер дорожки механизмов вращения рабочих органов.
94. Прижимной швеллер прижимного ролика механизма вращения рабочих органов.
95. Ограничительные борта швеллера колес механизмов вращения рабочих органов. Прижимные.
96. Стойки крепления швеллера к грядилю.
97. Гнездо пальца в корпусе подшипника.
98. Планка прижимного швеллера.
99. Палец.
100. Гнездо малого шарика с шариком.
Порядок работы изобретения
Описываются в одиночном варианте, т.е. трактор плюс сельхозмашина. При прямолинейно-поступательном движении агрегата вперед рабочие органы фиг. 25, 26, 27, 28, 29 при опускании переднего опорно-поворотного колеса 2 гидроцилиндром 21 и установке задних опорных стоек 6 орудия на заданную глубину путем сопоставления отверстий в креплении задних стоек 16 и самих стоек 6, фиксируемых пальцем 99, поднимаются задние подъемно-транспортные колеса 11 посредством воздействия гидроцилиндра 21 на ухо коленчатой оси 23, коленчатая ось 15 прокручивается в своих креплениях в раме 1, опуская сельхозорудие на башмаки 7, являющиеся лыжами, создается рабочий контакт орудия с почвой 33.
В качестве примера оборудуем сменными рабочими органами сельхозорудие - штопорами 47 и рассмотрим их предполагаемую работу на основе работы одной пары грядилей 78 в раме 1.
При контакте с поверхностью почвы 33 штопора 47, соединенные посредством резьбового соединения механизма вращения рабочих органов 73 с самим механизмом, фиг. 10, и гайки соединения рабочего органа 41 принудительно заставляют вращаться механизмы вращения рабочих органов.
Механизмы вращения рабочих органов, фиг. 9 и фиг. 10, крепко соединены с бесконечными транспортными цепями внешними 36 и вспомогательными цепями вертикального подъема рабочих органов 74, с другой стороны, с внутренней бесконечной цепью 36, через головку троса 66 и с самим тросом 65, входящим вовнутрь корпуса механизма вращения 70 через капроновую втулку 79, предохраняющую от износа трос 65 при вращении корпуса 70. Из этого следует, что при контакте с почвой хоть одного рабочего органа 47 приводятся в движение все механизмы, присоединенные к цепям.
Механизмы вращения рабочих органов фиг. 9 плотно зажаты между направляющим швеллером 93, оборудованным полосами резиновых дорожек 90, и прижимным швеллером 94, контактирующим с механизмами вращения рабочих органов через планку 98 и сидящую на ней резиновую дорожку 91 для прижимных роликов 64. Резиновые дорожки 91 и 90 крепятся к швеллерам 93 и 94 посредством болтов 92. Швеллеры 93, 94 оборудованы ограничительным бортами 95, которые и направляют механизмы вращения рабочих органов и сами рабочие органы в требуемом направлении, исключая их отклонение в ту или иную сторону.
При движении агрегата вперед штопоры 47, зацепившиеся за почву 33 своими острыми концами, передают усилия на свои механизмы вращения, которые вследствие своего зажатого в швеллерах 93, 94 положения начинают движение по ним колесами 63, вследствие чего механизмы вращения, соединенные с рабочими органами 47, начинают принудительно вкручивать их в землю 33.
Длина прижимных и направляющих швеллеров 93, 94 зависит от диаметра колес 63 механизмов вращения и исчисляется по формуле
π×D=Lok,
π составляет 3,14;
D - радиус колеса, м;
Lok - длина окружности, м.
Допустим, что диаметр колеса механизма вращения 15 см, тогда путем вычисления узнаем длину окружности колеса, которая составляет 47,1 см.
Для полного заглубления рабочих органов при определенном весе сельхозмашины потребуется, допустим, 4 оборота рабочего органа, тогда 47,1 см×4 об=1,884 метра швеллеров как направляющего, так и прижимного необходимо, что вполне приемлемо входит в размеры предлагаемого сельхозорудия. Длина рамы, включая длину рабочих органов на ее крайних точках - передних и задних звездочках, не превысит 4,5 метров. А так как планируется восемь парных грядилей 78, размещенных внутри рамы, то работа захвата и ширина предлагаемой сельхозмашины будет равняться 2,0 метра при условии, что одна пара грядилей 78 в комплекте с почвенными ножами 26 займет ширину 0,25 м плюс ширина бруса самой рамы - 0,15 см, а их два, итого 2,3 м.
Механизм вращения рабочих органов оснащен наборным подшипником 81, 80, гнезда которого размещены на верхнем колесе 63. Колеса 63 являются съемными, то есть легко демонтируются путем раскручивания стопорных болтов 68, освобождая тесную зависимость от основы корпуса механизма вращения рабочих органов 70.
Работа наборного подшипника 80, 81 заключается в скольжении по бортам швеллеров 93, 94 и уменьшении силы трения на верхнее колесо механизма вращения 63 и борта швеллеров 95.
На швеллерах 93, 94 борта швеллеров к краям идут на уменьшение ширины с внутренней стороны, как бы с заточной на одну сторону, что дает шарикам 80 подшипника при своей работе грубо не сталкиваться с бортами 95 швеллеров 93, 94.
После прохождения этапа принудительного закручивания в почву штопор 47 свободно минует нижний набор звездочек и ножей, сидящих на нижнем валу 30, и, фиксируемый внутренней и двумя внешними цепями 36, обозначив его дальнейшее следование наверх, к заднему набору звездочек, сидящих на валу звездочек 29, стремится к подъему вверх с захваченной в результате закрутки почвой. Бесконечные транспортные цепи 36 с сидящими на них механизмами вращения рабочих органов и самими органами под весом и отрывом на ленты вдоль порезанной почвы почвенными ножами 26 прогибаются в натяжении между наборами звездочек передних 10, нижних, сидящих на валу 30 и задних, сидящих на валу 29. Штопор 47 вследствие движения цепей 36 наверх с захваченной и отрезанной почвой ленточно-отрывным способом перемещает над землей ленту почвы к рамным чистикам 20 рабочих органов. В момент подъема и транспортировки почвы почва рвется на куски, ломается и падает обратно в образованное поднятой лентой углубление. От удара об землю почва рассыпается на более мелкие куски и комочки. Почва, что не отпала от штопора 47, ударяется об рамные чистики почвы 20, осыпаясь вниз в момент прохождения штопора 47, дополнительно фиксируемого вспомогательной цепью 74 через задний набор звездочек, попадает на предмет дополнительной очистки рабочих органов, т.е. на ходовые чистики рабочих органов 58, крепящиеся стойками опоры ходовых чистиков 59 к грядилям 78.
В момент подъема рабочего органа 47 происходит прогибание троса 65 и его частичный выход из основы корпуса механизма вращения 70 при плотном контакте с капроновой втулкой 79, предохраняя преждевременный его износ.
Угол между перпендикулярно закрученным рабочим органом 47 с механизмом вращения рабочего органа и головкой троса 66 относительно подъема внутренней цепи 36 в большей степени убирается за счет вспомогательной цепи подъема рабочих органов 74, соединенной одной стороной с внутренней цепью 36, другой - с соединительным пальцем 72 механизма вращения и транспортных цепей 36 внешнего обращения. Как видно на фигуре 1, ходовые чистики 58 стоят по отношению друг к другу один с наконечником 57 чистильщика рабочих органов немного вперед и та так называемую на «резьбу» рабочего органа ниже и по ходу рабочих органов к передней части рамы 1, постепенно возвышаясь над горизонтальным уровнем рамы. Такое их расположение обуславливается понятием самоочищения рабочих органов. Еще немаловажную роль играют в момент отрыва почвы и лыжные стойки задних опор 6, приподнимая и опуская раму сельхозмашины, создавая эффект вибрации, что облегчает отрывной момент.
Так, после рамной очистки рабочих органов почва в штопоре 47, находящаяся внутри «резьбы», из нее не выпадает. Для этого и устанавливаются ходовые чистки рабочих органов.
Механизм вращения с рабочим органом, проходя задний набор звездочек, сразу попадает между верхним направляющим швеллером 93 и прижимным швеллером 94, края у которых немного разведены по сторонам, что обеспечивает 100% попадание механизма вращения на свои дорожки 90, 91. Также между их боковыми ограничительными бортами 95. Попав на свои дорожки, механизм вращения, сидя на трех цепях, продолжая движение, начинает снова крутиться.
Наконечник чистика рабочих органов 57, сидящий на первом немного выступающем ходовом чистике, встречается со штопорным витком (резьбой), ударяясь об него благодаря своей оси и круглой форме, проскальзывает между витками штопора, а за ним и весь ходовой чистик 58.
Когда попадает первый чистик между витками, автоматически попадает и второй. Крутясь между швеллерами 93, 94, механизм вращения рабочих органов крутит сами рабочие органы 47, передвигая их к переднему набору звездочек. В процессе движения и крутясь, ходовые чистики 58 вырезают оставшуюся почву из рабочих органов, которая опадает вниз через щели орудия на землю.
При остановке агрегата перед поворотными полосами загонки или в других случаях тракторист с помощью гидроцилиндра 24 воздействует на стойку вилки переднего колеса, после чего колесо, на ней сидящее, упираясь в землю, поднимает носовую часть почвообрабатывающего орудия. Затем тракторист с помощью другого гидроцилиндра 24, одним концом прикрепленного к опорному креплению 9, а то, в свою очередь, к раме 1, с другой стороны - к уху коленчатой оси 23, фигура 3, которое жестко соединено с коленчатой осью задних колес 15 и самими подъемно-транспортировочными колесами 11 путем выхода штока из гидроцилиндра 24, давя на ухо, прокручивает коленчатую ось 15, а те - на колеса 11, происходит подъем задней части сельхозорудия. После чего можно снова начинать движение на новую позицию.
На ходу при движении агрегата не следует производить его подъем, что неминуемо приведет к поломке рабочих органов.
Механизмы вращения на цепях можно устанавливать практически на любых расстояниях по замкнутым бесконечным цепям, добиваясь желаемого результата на разных видах работ. Такой рабочий орган, как штопор, да и остальные никогда не зацепятся между собой, а тем более с соседними органами других соседних грядилей, по одной причине: все они в момент погружения в почву крутятся вправо и все они на верхнем ходу самоочистки крутятся влево. Все они движутся в одном направлении. В период освобождения рабочих органов от почвы и обращения по цепям на звездочках не крутятся вообще.
Перед началом работы ПРВ-2.0 необходимо сразу запахать или безотвально обработать краевые разворотные полосы для легкого заглубления рабочих органов ПРВ-2.0 и с целью не попадания рабочих органов ПРВ-2.0 в ранее уже образованные им лунки для предотвращения возможных поломок.
Рассмотрим подробнее механизм вращения рабочих органов. Так, на фигуре 10 виден его вид сбоку, сидящего на трех транспортных цепях. Вверху через болтовое соединение с головкой троса 66, входящего в него троса 65 с жесткой фиксацией болтами 68 с одной стороны, с другой трос 65 через капроновую втулку 79 входит в основу корпуса механизма вращения рабочих органов 70.
Корпус механизма вращения 70 с одной стороны просверлен более 2/3 его части для вращательно-вертикального движения самого механизма по отношению к тросу 65, который может изгибаться как сам, так и на болтовом креплении головки троса.
Нижняя часть корпуса вращения 70 начинается с резьбового соединения 73, затем небольшая часть шестигранника для фиксированного удержания гаечным ключом основы корпуса 70 с накрученным по резьбе необходимым рабочим органом. Затем на основу корпуса 70 надевается подшипник механизма вращения с корпусом 69, который внутренней своей стороной подшипника плотно сидит на круглой стойке основы корпуса 70. Корпус подшипника плотно сидит на внешней стороне (обойме) его, не соприкасаясь со внутренней сторонеой подшипника, находящегося в нем. Корпус подшипника имеет «выточки», фиг. 10.2.а, б, в которые плотно входят с двух сторон соединительные пальцы 72 механизма вращения и транспортной цепи.
Пальцы 72 плотно сидят в соединителе транспортной цепи 71, соединяющую через болтовые соединения с цепью 36.
Палец 72 в своей средней части имеет скобу, зафиксированную жестко электросваркой, для соединения вспомогательной цепи с внутренней бесконечной транспортной цепью 36, фигура 12.
Далее на основу корпуса 70 надевается нижнее колесо механизма вращения 63, затем уплотнительная промежуточная шайба 39.
Следом идет прижимной ролик механизма вращения рабочего органа 64, выполненный в виде роликового или шарикового подшипника закрытого типа, далее снова промежуточная шайба 39, потом верхнее колесо механизма вращения 63 с наборным подшипником со встроенными для него гнездами 80, 81, 100 и зафиксированными зажимными болтами 87, притягивающими обойму подшипника 81 к верхней части колеса 63. Верхнее колесо также через болтовое соединение 68 жестко фиксируется к основе корпуса механизма вращения 70.
Теперь рассмотрим фигуру 13, 14, а именно звездочки с направляющими щеками, звездочки в сборе и фигуру 16 с большой звездочкой.
На фигуре 13.1 показана малая звездочка с двумя направляющими щеками для цепей. Она состоит из самой звездочки, находящейся в середине 51, и двух направляющих щек, правой и левой 52. На фигуре 13.2 показан вид сбоку одной правой щеки 52 и самой звездочки 51. Посередине звездочки 51 и правой и левой щек имеются отверстия для подшипников 53. Самих подшипников 49, которые, в свою очередь, надеваются на ось 25, фигура 18. Имеет сквозные соединительные отверстия 54, так, путем набора их на ось передних звездочек 25 и скреплением четырех насквозь проходящих через щеки 52 болтов 56, звездочки 51 малого диаметра, а по краям такой же набор большего диаметра, фигура 14, 16, получаем комплект двух больших и одной малой звездочек со щеками.
На фигуре 17 показан натяжитель передних звездочек 13, который своей средней частью надевается на ось передних звездочек 25, а с другой стороны, проходя через отверстия в раме 1, закручивается как минимум четырьмя гайками, по две на каждую резьбу. Путем закручивания гаек гаечным ключом ось 25, а вместе с ней и набор звездочек, сидящий на ней, будет перемещаться по направлению вперед к носу рамы 1, что дает возможность натяжения трех задействованных в процесс бесконечных транспортных цепей 36. Задний вал звездочек 29 и нижний вал звездочек и ножей 30 неподвижно сидят в своих гнездах грядилей 78 и рамы 1.
После натяжения цепей 36 натяжителями 13 ось 25 жестко фиксируется зажимными гайками с двух сторон, прижимая натяжители передних звездочек 13 к краям грядилей 78, что обеспечивает надежное удержание натяжки цепей. После некоторых притирок деталей и звеньев цепей во время работы сельхозорудия следует снова повторить процедуру их натяжения.
При сильном износе цепей 36 их укорачивают, вставляя для соединения соединение замка цепи, фигура 20, с резьбовым соединением 88.
Нижний вал звездочек и ножей 30 проходит насквозь от одного конца рамы 1 через все грядили 78 до другого конца рамы 1, фигура 22, 23, и плотно притягивается гайкой 38. На вал 30 надевается сразу за подшипником в раме 1 почвенный нож 26 на своем подшипнике, затем подшипник в грядиле 78 сидящего в гнезде подшипника 32, далее следует набор звездочек со щечками, фигура 14, со своими подшипниками 40, затем, если нужно, между грядилями 78 и набором звездочек со щечками - уплотнительные шайбы 39, фигура 23.1,2, потом второй грядиль 78 со своим подшипником проходящего на вал и грядиль размера, потом - уплотнительная шайба 39, прикрывающая подшипник почвенного ножа с ножом от попадания грязи, затем снова шайба 39. Вторая пара грядилей имеет такой же набор и так далее. Затягивается гайкой 38 на другом конце рамы 1. Звездочки в наборе и почвенные ножи свободно друг от друга прокручиваются на валу 30, что немаловажно при плавных поворотах агрегата.
Задний вал звездочек 29 собирается по той же схеме, только без почвенных ножей 28 между узкими расстояниями грядилей 78.
Следует заметить, что направляющие швеллеры 93 крепко фиксируются электросваркой к нижней и верхней частям грядиля 78, а прижимной швеллер 94 имеет регулировку на болтах для изменения расстояния для прижима ролика 64, имея для этого жестко приваренные болты к грядилю 78 и стойкам швеллеров, фигура 15, стойка направляющего швеллера 37, стойка прижимная 96.
Для входа в почву рабочие органы 47 и другие имеют правую резьбу, как и механизм вращения рабочих органов, его резьбовое соединение 73, и вращаются вправо. Наверху, идя по передней звездочке 10, механизмы вращения крутятся в левую сторону, а вместе с ними и рабочие органы, что существенно облегчает их самоочищение от остатков почвы.
Рама 1 сварная, как показано на фигурах 1, 2, 3, 4, 5, 8.1, 8.2, 8.3, внутри себя на соответствующих креплениях размещает шестнадцать грядилей 78, хорошо показанных на фигуре 7, крепления к концам рамы на фигурах 8.1, 8.2, 8.3. и фиг. 19.1, 19.2, 19.3. Фиг. 19.1 показывает вид сверху крепления на раме 1, верхнее крепежное ухо рамы 1 для грядиля 78. Фиг. 19.2 показывает вид сзади крепления грядилей 78 к передней части рамы 1. Фиг. 19.3 показывает непосредственное крепление грядиля 78 к раме 1 через верхнее 84 и нижнее 83 уши рамы, через болтовые соединения, а также конфигурационно соединительной скобы 82 для надежного крепления грядиля 78 к раме 1. Фигура 8.1 показывает задние крепежные уши 86 рамы 1 с отверстиями 85 для болтовых соединений. Фиг. 8.2,3 показывает крепления грядиля 78 к задней части рамы 1 с отверстиями 85 для болтовых соединений. Фиг. 8.2,3 показывает крепление грядиля 78 к задней части рамы 1 сбоку и сверху.
В грядилях 78 имеются отверстия для подшипников 32, через которые проходят валы - задний вал звездочек 29 и нижний вал звездочек и ножей 30 - к верхней и нижней частям грядиля 78, жестко фиксируются стойки направляющего швеллера 37 и стойки прижимного швеллера 96, фиг. 15.
Также при оснащении сельхозмашины рабочими органами - штопорами к верхней части грядиля крепятся и жестко фиксируются при помощи стоек 59 ходовые чистики 58.
Цепи 36 должны быть прочными и долговечными, чтобы исключить их обрывы. По шагу цепей подбирать соответственно и набор звездочек, соответствующих этому шагу. Передние, задние и нижние звездочки должны быть одного размера.
На фигуре 30.3 показаны поперечные крепления грядилей 76 большой (а) и малой формы (б). Они предназначены для монолитного соединения грядилей 76 с рамой 1 и для межгрядильного соединения, соответственно по размерам и в соответствующих местах, фиг. 4, 5.
Что касается заявляемого способа обработки почвы ленточно-вырывного, могу добавить следующее, теоретическим и практическим обоснованием преимуществ беспахотного способа основной обработки почвы служат работы Д.И. Менделеева «О роли органической мульчи, о естественной структуре почвенных каналов и необязательности пахать» (1878), И.Е. Овсинского «Новая система земледелия» (1898), Э.Фолкнера «Безумие пахаря» (1943) и конечно же работа Т.С.Мальцева и А.Н. Каштанова «Безотвальное рыхление почвы», которые и натолкнули меня на изобретение, которое я нарек ПРВ-2.0, а вместе с ним и на новый доселе не виданный способ основной обработки почвы, описанные выше в разделе «Введение» и «Суть изобретения».
Заявленный способ обработки почвы обладает существенными отличиями и новизной, существенной экономией топлива на энергозатратной обработке, увеличением производительности сельхозорудий и труда, обеспечивает накопление влаги как в пахотном слое почвы, так и на полях, занятых многолетними травами. Существенно расширяет возможности технологии «Нулевой обработки почвы» с накоплением влаги и улучшением воздушного режима в ней, увеличивает урожайность сельхозкультур.
Что касается следов, оставляемых лыжами 7, сидящими на стойках 6, они будут являться бороздами для накопления снега и влаги при беспахотной обработке почвы, перпендикулярно наклону полей.