ДИСКОРОТОРНЫЙ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к почвообрабатывающим комбинированным машинам.
Известен комбинированный роторный глубокорыхлитель с принудительно вращающимся зубовым ротором и размещенными впереди и сзади него глубокорыхлительными лапами. / Жук А.Ф., Борисенко И.Б., Шапошников И.А. Теоретическое обоснование рациональной технологической схемы и параметров ротационного плуга. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. Сб. научн. трудов, т. 120. ВИМ. 1989. - С. 146-157/.
При совместной работе лап и зубового ротора снижаются энергозатраты на его привод, исключается появление в системе машинотракторного агрегата циркулирующей мощности. Отделение зубьями фрагментов пласта менее энергоемко, чем его отрезание ножами.
Однако, такой глубокорыхлитель нерационально затрачивает мощность на проталкивание разрыхленного слоя сквозь задний ряд стоек лап и забивается на агрофонах, засоренных растительными остатками. При его агрегатировании с энегосредством приводной концепции возрастают потери мощности на буксование. Кроме того, процесс глубокого рыхления ротором недостаточно рационален, так как при вертикальном погружении в верхний слой почвы его зубья испытывают высокое сопротивление, реакция которого направлена не на подталкивание, а на выглубление глубокорыхлителя, и на участке вхождения зуба в пласт почвенные фрагменты почти не отделяются.
Ближайшим по назначению и устройству является роторный глубокорыхлитель (плуг) с принудительно вращающимся зубовым ротором и глубокорыхлительными лапами, размещенными перед ротором /Жук А.Ф., Халилов М.Б. Изыскание типов рабочих органов роторного плуга. Научно технический бюллетень ВИМ, №79, 1990. - С. 3…6. - прототип/.
При обработке агрофонов, засоренных растительными остатками, и этот плуг забивается, а его зубья при вертикальном погружении в верхний слой почвы, не отделяют почвенных фрагментов, но испытывают высокое сопротивление, реакция которого также направлена не на подталкивание плуга, а вверх на его выглубление. При агрегатировании плуга с энергосредством приводной концепции существенны его потери мощности на буксование.
Технической задачей полезной модели является снижение энергоемкости рыхления почвы роторным глубокорыхлителем и затрат мощности на привод ротора, а также обеспечение устойчивой работы на агрофонах, засоренных растительными остатками.
Сущность полезной модели состоит в том, что в дискороторном глубокорыхлителе, содержащем раму с присоединительным устройством, бесприводные рыхлительные рабочие органы, принудительно вращающийся глубокорыхлящий ротор с зубьями на горизонтальном валу и механизмы его привода, согласно полезной модели, перед зубьями ротора на расстоянии от тела вращения ротора меньшем его радиуса на поперечной балке установлены рабочие органы в виде сферических дисков, размещенных выше нижней линии тела вращения ротора не менее, чем на половину радиуса диска, диски обращены выпуклостью к продольной оси глубокорыхлителя, балка с дисковыми рабочими органами снабжена механизмами регулировки высоты ее установки относительно ротора, зубья ротора установлены на фланце с поворотной обоймой, закрепленной на валу ротора посредством предохранительного пальца, срезаемого при аварийной нагрузке на зуб, кроме того с обеих сторон глубокорыхлителя по ходу между дисками и ротором установлены регулируемые по высоте подъема опорные лыжи со щитками-отражателями, а сферические диски снабжены механизмом регулировки угла их атаки.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен дискороторный глубокорыхлитель, вид сбоку, фиг. 2 - то же, вид сверху.
Дискороторный глубокорыхлитель, содержит раму 1 с присоединительным устройством 2, направляющими стойками 3 с винтовыми механизмами 4 для вертикального перемещения поперечной балки 5, с установленными на ней дисковыми рабочими органами 6 с дисками 7 и механизимами 8 регулировки их угла атаки, секции (левая и правая) ротора 9 с валом 10 и зубьями 11, закрепленными на фланцах с поворотными обоймами 12. Обоймы закреплены на валу 10 посредством предохранительных пальцев (болтов), срезаемых при аварийной нагрузке на зуб. Зубья содержат сменные долота 13. Расстояние 5 между телом вращения ротора и дисками меньше радиуса (0,5D) ротора.
Механизмы привода ротора 8 от вала отбора мощности (ВОМ) энергосредства содержат карданную передачу 14, редуктор цилиндрический 15, передачу 16 от цилиндрического 15 к центральному редуктору 17, закрепленному на площадке 18. Ведомый вал редуктора 17 соединен с валами секций ротора 8 посредством зубчатых муфт, обоймы которых (полумуфты) размещены в торце валов 10 ротора.
Диск 7 закреплен на валу, установленном в подшипниковом узле, корпус которого закреплен на подпружиненной стойке дискового рабочего органа 6. Его стойка шарнирно сопряжена с установленным на балке 5 поворотным кронштейном, поводок которого шарнирно присоединен к тяге механизма 8 регулировки угла атаки ряда дисков 7. Балка 5 с дисковыми рабочими 6 органами снабжена винтовыми механизмами 4 регулировки высоты ее установки относительно ротора.
Дисковые рабочие органы 6 и зубья 11 на роторе 9, установлены с одинаковым интервалом по ширине, но диаметр ротора по крайне мере в полтора раза больше диаметра дисков 7. Вал 10 секции зубового ротора 9 на одном конце содержит полумуфту для соединения с валом редуктора 17, а на другом конце цапфу, установленную в подшипнике, закрепленном на раме 1. На валу 10 посредством предохранительных пальцев (болтов) срезных при аварийных нагрузках закреплены обоймы 12 с фланцами, на которых установлены зубья 11. Диски 7, размещены выше нижней линии тела вращения ротора не менее чем на половину радиуса сферического диска 7 (0,5 d).
На стойках, закрепленных на раме 1, установлены регулируемые по высоте крепления щитки-отражатели 19, предотвращающие отбрасывание почвы крайними дисками за пределы обрабатываемого гона, и опорные лыжи 20, посредством которых регулируется заглубление ротором 9.
Перед началом работы глубокорыхлителя устанавливают требуемую глубину обработки зубовым ротором 8, регулируя высоту крепления стойки опорных лыж 20. Талрепами механизмов 8 перемещают тяги, закрепленные на поводках дисковых рабочих органов, и устанавливают требуемый угол атаки дисков 7. Затем винтовыми механизмами 4 вертикально перемещают балку 5, с дисковыми рабочими органами 6, и устанавливают требуемую (8…12 см) глубину обработки почвы дисками 7. После этого включают ВОМ энергосредства. Используя его навесное устройство, опускают глубокорыхлитель на почву и начинают движение вдоль гона.
При работе глубокорыхлителя диски 7 режут растительные остатки перед зубьями 11 ротора, рыхлят полосы почвы, создавая борозды глубиной и шириной около 10 см, а почву из них отбрасывают в стороны от продольной оси глубокорыхлителя.
Зубья 11 вращающегося ротора 9 проникают в пласт в бороздах, образованных сферическими дисками 7. При этом уменьшается путь перемещения зубьев 9 в монолитной почве обрабатываемого пласта, и за счет борозд исключается участок вертикального погружения носка зуба в пласт, на котором фрагменты пласта не отделяются от монолита. На рабочий элемент 11 зуба 10 при отсутствии борозд действовала бы только вертикальная (выглубляющая) реакция. Погружаясь в пласт в борозде, долото 13 зуба движется в почве не только вниз, но и назад. При этом зуб испытывает реакцию сопротивления, подталкивающую глубокорыхлитель. Его тяговое сопротивление, возникающее из-за работы дисков 21, катка 13 и лыж 20, компенсируется подталкивающей реакцией на роторе. Ротор 9 рыхлит пласт, деблокированный сверху. Даже при максимальном заглублении ротора на 40...45 см поверхности бокового скалывания почвы зубом 11 идут от носка его долота и выходят наверх в бороздах, созданных дисками 7, расположенными сбоку зуба, перемещающегося в почве. При этом критическая глубина (с боковым скалыванием пласта от носка долота 13) возрастает на величину заглубления дисков 7, а энергозатраты на привод ротора 8 снижаются.
При встрече долота 13 зуба 11 с неразрушаемым включением в почве, срезается предохранительный палец, соединяющий поворотную обойму 12 с валом, обойма с зубом прекращает вращение, а вал 10 до остановки глубокорыхлителя продолжает вращаться в обойме со срезанным пальцем. Для изменения глубины рыхления ротором 9, стойки лыж фиксируют на требуемом уровне, и механизмами 4 вертикально перемещают балку 5 с дисками 7, обеспечивая их заглубление на 8…12 см.
Вследствие размещения сферических дисков 7 перед зубьями 11 ротора глубокорыхлитель не подвержен забиванию растительными остатками и может при сниженных энергозатратах устойчиво без буксования энергосредства и циркулирующей мощности в системе MTA работать на засоренных, закустаренных и мульчированных агрофонах.
Подпружинивание дисков 7 и использование предохранительных срезных пальцев (болтов) для крепления обойм с зубьями 11 на валу 10 предохраняет их от разрушения при встрече в почве с неразрушаемыми включениями (камнями и тому подобным).
Дискороторный глубокорыхлитель агрегатируется с энергосредствами приводной концепции (УЭС), а также с энергонасыщенными тракторами и может найти применение при разуплотнении старопахотных почв и залежей, площадь которых в современной России составляет более 40 млн. га, а также при мелиоративном разуплотнении почвы пастбищ и лугов.