УСТАНОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГУМУСОВОГО СЛОЯ В ПРИСТВОЛЬНЫХ ПОЛОСАХ ДЕРЕВЬЕВ, В САДАХ, НА ТЕРРАСАХ И ГАЛЕЧНИКОВЫХ ЗЕМЛЯХ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам, применяемым для механизации работ в садоводстве, и может быть использована для скашивания растительности в междурядьях и рыхления почвы в приствольных полосах деревьев для ускоренного создания гумусового слоя.
Уровень техники
Мульчирование - агротехнический способ удаления травяной растительности с образованием травяной корки, угнетающий прорастание сорняков, предохраняющий поверхность почвы от испарения влаги и создающий условия для развития микробиологических процессов в почве.
Наибольший эффект от мульчирования растительности в условиях садоводства достигается при применении косилочных устройств. Это объясняется главным их преимуществом: исключением гибели микроорганизмов почвы, которая имеет место при применении почвообрабатывающих машин и орудий.
Применение косилочных устройств, для целей мульчирования растительности позволяет наиболее полно реализовать дерново-перегнойную систему содержания почвы в садах, направленную на сохранение и повышение естественного плодородия почвы.
В настоящее время остро стоит вопрос ускоренного создания гумусового слоя в приствольной полосе молодых деревьев, улучшения водного и пищевого режима плодовых деревьев на откосе террас и галечниковых землях.
Известны различные конструкции косилок-измельчителей, применяемые в садоводстве для обработки междурядий: КИУ-2А; КРС-2,5С; КДС-1,2; КР-2,5; КРС-1,5-3; ИКС-1,5А, КИС-1,5 [1].
-1
К недостаткам известных косилок-измельчителей следует отнести относительно низкую частота вращения ротационного рабочего органа (540…840 мин), недостаточное измельчение травяной растительности, невозможность транспортирования измельченной массы в приствольные полосы деревьев, частые поломки ножей.
Известна косилка-измельчитель, содержащая корпус, опорные лыжи, навесное устройство, опорное колесо и привод, на выходном вертикальном валу которого имеется балка с шарнирно закрепленными по концам ножами, при этом боковые стенки корпуса снабжены подъемниками-направителями, выполненными в виде вертикальных пальцев с кронштейнами крепления и отогнутыми вперед и вниз за опорные плоскости лыж наконечниками [2].
Недостатком данной косилки-измельчителя является низкая производительность, невозможность транспортирования измельченной массы в приствольные полосы деревьев, частые поломки ножей.
Наиболее близким по техническому и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является машина для щелевания междурядий многолетних насаждений при залужении, состоящая из рамы, рабочих секций, редуктора конического, блока сменных шестерен, дисковых щелерезов, карданной и цепной передач, направляющего кожуха, опорных колес, навесного устройства и привода от ВОМ трактора [3].
К недостаткам известной машины для щелевания междурядий многолетних насаждений при залужении следует отнести нарезание узких щелей с укладкой почвы в щели и над ней, невозможность измельчения и транспортирования мульматериала в приствольные полосы деревьев, не возможность применения на галечниковых землях.
Для ускоренного создания гумусового слоя в приствольных полосах молодых деревьев в садах на террасах и галечниковых землях необходимо разработать установку, состоящую из косилки-измельчителя и рыхлителя активного действия, позволяющие качественно выполнять несколько взаимосвязанных технологических операций: мульчирование травяной растительности, транспортировка, укладка и смешивание мульчматериала с почвой в приствольных полосах молодых деревьев.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является ускоренное создание гумусового слоя в приствольных полосах молодых деревьев в садах на террасах и галечниковых землях путем одновременного выполнения мульчирования травяной растительности в междурядьях, транспортирования, укладки и смешивания мульчматериала с почвой в приствольных полосах молодых деревьев.
Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к повышению плодородия почвы, улучшению качественных показателей мульчирования травяной растительности, повышению производительности и снижению поломки ножей.
Технический результат достигается тем, что установка содержит раму, три секции рабочих органов, клиноременные и цепные передачи, механизмы натяжения ремней и цепи, рыхлитель активного действия, механизм привода от ВОМ трактора, навесное устройство и опорные лыжи.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Предлагаемая конструкция включает в себя три секции рабочих органов, при этом каждая секция рабочих органов выполнена в виде металлического цилиндра, внутри которого установлен вертикальный вал с возможностью вращения в вертикальной плоскости, в верхней части которого жестко прикреплен шкив, а в нижней его части жестко установлен измельчитель с гибкими ножами с возможностью вращения в горизонтальной плоскости со скоростью 80…95 м/с, при этом измельчитель изготовлен из металлического полотна длиной 62 см, толщиной 0,08 см, имеющий форму усеченного ромба, по краям которого жестко прикреплены гибкие ножи, изготовленные из транспортерной ленты.
-1
Рыхлитель активного действия выполнен в виде вертикального вала, в нижней части которого жестко прикреплена фреза, выполненная в виде плоского П-образного ножа, а в верхней части жестко установлена ведомая звездочка, при этом вертикальный вал установлен в подшипниковых опорах с возможностью вращения в вертикальной плоскости против часовой стрелки с частотой 400 мин, причем корпусы подшипниковых опор прикреплены к кронштейну, который жестко закреплен к поперечной балке посредством крепежных деталей.
-1
Механизм привода рабочих органов выполнен в виде редуктора, обеспечивающий частоту вращения выходного вала равной 2100 мин, при этом на выходном вале редуктора последовательно установлены ведущий шкив и ведущая звездочка, которые связаны с ведомыми шкивами рабочих органов и ведомой звездочкой рыхлителя активного действия посредством клиноременных и цепной передач, а входной вал редуктора соединен с ВОМ трактора посредством карданного вала.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид сверху установки для создания гумусового слоя в приствольных полосах деревьев в садах на террасах и галечниковых землях, на фиг. 2 показан вид рабочего органа, на фиг. 3 показан вид рыхлителя активного действия.
Осуществление полезной модели
Изображенная на фиг. 1 установка для создания гумусового слоя в приствольных полосах деревьев в садах на террасах и галечниковых землях состоит из рамы, выполненная из двух продольно расположенных на расстоянии 80 см друг от друга параллельных несущих балок 1, к задней части которых приварена поперечная балка 2 и параллельно ей на расстоянии 80 см перпендикулярно к несущим балкам 1 приварены поперечные балки 3, 4 и 5. Продольные 1 и поперечные балки 2, 3, 4 и 5 изготовлены из металлических труб с квадратным сечением 80×80 мм. Концы поперечных балок 2, 3 и 5 приварены к стоякам 6, которые жестко прикреплены к лыжам 7. Верхние части концов поперечных балок 2, 3, 5 и боковые стороны стояков 6 жестко соединены между собой металлическим кожухом (на фиг. не показан). Между поперечными балками 2, 3 и 5 параллельно несущей балке 1 жестко установлены две пары перемычек 8 и 9, 10 и 11, расположенные на расстоянии 11 см друг от друга (размеры сечений балок и расстояния между ними выбраны конструктивно, для обеспечения прочности и надежности конструкции рамы). Рама снабжена навесным устройством 12, верхняя продольная тяга (на фиг. не показана).
-1
Механизм привода рабочих органов выполнен в виде редуктора 13 (от легкового автомобиля ВАЗ), жестко прикрепленный в передней части рамы между продольными балками 1 и обеспечивающий частоту вращения выходного вала (на фиг. не показан) равной 2100 ми. На выходном вале (на фиг. не показан) редуктора 13 жестко установлены ведущий шкив 14 и ведущая звездочка 15, которые посредством клиноременных16 и цепных 17 передач связаны с ведомыми шкивами 18 привода рабочих органов 19, 20, 21 и ведомой звездочкой 22 привода рыхлителя активного действия (на фиг. не пронумерован), а входной вал 23 редуктора 13 (на фиг. не показан) соединен с ВОМ трактора посредством карданного вала (на фиг. не показан). Привод установки снабжен механизмами натяжения ремней 24 и цепи 25.
Установка включает в себя три секции рабочих органов, две боковые секции 19 и 20 жестко установлены между перемычками 8 и 9, 10 и 11 соответственно, а центральная секция 21 жестко прикреплена к одной из продольных балок 1, причем оси вращения боковых секций 19, 20 смещены в горизонтальной плоскости относительно оси вращения центральной секции 21 на 30 см. Каждая секция рабочих органов 19, 20 и 21 (фиг. 2) выполнена виде металлического цилиндра 26, внутри которой на подшипниках качения 27 установлен вертикальный вал 28 с возможностью вращения в вертикальной плоскости, в верхней части которого жестко прикреплен ведомый шкив 18, а в нижней его части жестко установлен измельчитель 29 с гибкими ножами 30 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости со скоростью 80...95 м/с, при этом измельчитель 29 изготовлен из металлического полотна длиной 62 см, толщиной 0,08 см, имеющий форму усеченного ромба, по краям которого жестко прикреплены гибкие ножи 30, изготовленные из транспортерной ленты (параметры смещения рабочих органов в горизонтальной плоскости и скорость вращения ножей выбраны конструктивно для исключения соударения измельчителей с гибкими ножами при пробуксовки клиноременной передачи, получения мелкоизмельченного мульчматериала и воздушного потока для транспортирования мульчматериала в приствольные полосы деревьев, использование гибких материалов при изготовлении ножей исключает их поломку при ударе об камни).
-1
Рыхлитель активного действия (фиг. 3) выполнен в виде вертикального вала 31, в нижней части которого жестко прикреплена фреза 32, выполненная в виде плоского П-образного ножа, а в верхней части жестко установлена ведомая звездочка 22, при этом вертикальный вал 31 установлен в подшипниковых опорах 33 с возможностью вращения против часовой стрелки с частотой 400 мин, причем корпусы подшипниковых опор 33 прикреплены к кронштейну 34, который жестко закреплен к поперечной балке 3 посредством крепежных деталей 35 (частота вращения вертикального вала выбрана конструктивно для повышения качества смешивания почвы с мульчматериалом).
Установка работает следующим образом.
-1
Заехав в междурядья сада, механизатор постепенно опускает установку на поверхность почвы и включает ВОМ трактора, при этом крутящий момент от ведущей звездочки 14 редуктора 13 через цепную передачу 17 передается на ведомую звездочку 18, при этом фреза 32, вращаясь с частотой 400 мин, заглубляется на заданную глубину рыхления приствольной полосы деревьев. Включив рабочую передачу трактора, механизатор начинает процесс скашивания травяной растительности в междурядьях сада и рыхления приствольных полос, при этом крутящий момент от ведущего шкива 14 редуктора 13 посредством клиноременных передач 16 передается к ведомым шкивам 18 привода рабочих органов 19, 20 и 21 и жестко связанные с ними измельчители 29 с гибкими ножами 30, вращаясь в горизонтальной плоскости со скоростью 80…95 м/с скашивают и измельчают травяную растительность в мульчматериал. При вращении измельчителей 29 с гибкими ножами 30 создается вентиляционный поток (на фиг. не показан) и под действием этого потока и центробежных сил (на фиг. не показаны) мульчматериал транспортируется то в левую сторону, то в правую сторону установки и отражаясь от боковых кожухов (на фиг. не показаны) покрывает разрыхленный участок приствольной полосы деревьев.
Процесс смешивания мульчматериала с почвой начинается со второго цикла и осуществляется аналогично. Перемешивание мульчматериала с почвой осуществляется в разрыхленных приствольных полосах глубиной до 10…15 см и шириной 18 см. Перемещанный с почвой мелкоизмельченный мульчматериал подвергается гумуфикации ускоренно, поскольку она осуществляется в анаэробных условиях с одновременным возобновлением мульчматериала в приствольных полосах. Кроме этого разрыхленные участки приствольных полос деревьев лучше впитывают и аккамулируют выпадающие атмосферные осадки, а покрытый мульчматериал угнетает проростание сорняков и предохраняет поверхность разрыхленной приствольной полосы от испарения влаги.
Таким образом, осуществляется конвейрно-технологический процесс, с одной стороны - мульчирование, с другой - ускоренная гумуфикация приствольных полос молодых деревьев, при этом улучшается водный и пищевой режим деревьев, создаются благоприятные условия для развития микробиологических процессов в почве, повышающих их плодородие.
Опытный образец установки для создания гумусового слоя в приствольных полосах деревьев в садах на террасах и галечниковых землях изготовлен и испытан в ОГТХ ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова» и показал высокие качества обработки междурядий и приствольных полос деревьев в садах.
Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
способность мульчирование травяной растительности, транспортировка и укладка мульч материала на разрыхленные участки в приствольных полосах молодых деревьев;
способность ускоренного создания гумусового слоя в приствольных полосах плодовых деревьев;
способность улучшения водного и пищевого режима плодовых деревьев и повышения плодородия почв;
способность снизить энергозатраты, за счет совмещения нескольких операций: мульчирование, рыхление и смешивание мульч материалов с почвой в приствольных полосах деревьев, за один проход установки.
Источники информации
1. Машины для механизации работ в садоводстве. Каталог техники / под общей редакции И.М. Куликова. - М.: РАСХН. - 2005. - 81 с.
2. Пат. РФ №2349075. МПК А01Д 43/08. Косилка-измельчитель / В.Г. Бросалин, К.А. Манаенков. Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Мичуринский ГАУ». Опубл. 20.03.2009.
3. Пат. РФ №2387114. МПК A01B 13/16. Машина для щелевания междурядий многолетних насаждений при залужении / В.И. Горшенин, И.А. Дробышев, А.В. Алехин. Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Мичуринский ГАУ». Опубл. 27.04.2010.