ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗА
SOIL TILLER

Изобретение относится к сельхозмашиностроению и может быть использовано для обработки почвы в междурядьях многолетних культур (интенсивные сады, плантации ягодных кустарников, виноградники).
Известна почвообрабатывающая фреза, включающая два ножевых ротора, вращающихся вокруг вертикальных или крутонаклонных осей, соосных с выходными валами двух конических редукторов (Пат. США №3115190, НКИ 172-49). При этом крутящий момент от ВОМ трактора передается на один из конических редукторов, а на второй ротор он передается посредством цепной передачи, соединяющей входные валы двух редукторов.
Недостатком данного технического решения является его асимметричность, которая создает большие проблемы по силовому уравновешиванию агрегата в горизонтальной плоскости. Кроме того, по мере обработки междурядий происходит поперечное перераспределение почвы и профиль поверхности (в зависимости от принятого направления вращения) принимает характерный корытообразный или, наоборот, выпуклый вид, что негативно отражается на росте, плодоношении растений и возможности механизированной уборки урожая.
Указанные недостатки частично устранены в почвообрабатывающей фрезе, включающей два ножевых ротора, вращающихся вокруг вертикальных или крутонаклонных осей, в которой дополнительно введен промежуточный привод в виде конического редуктора, размещенного между роторами (Пат. США  №4044839, НКИ 172-49). Однако и данная фреза исключает возможность поддержания поперечного профиля междурядья в выровненном состоянии путем реверса направления вращения ее роторов. Кроме того, отсутствует возможность изменения ширины захвата фрезы по мере разрастания кустов, а наличие дополнительного конического редуктора существенно усложняет и удорожает машину.
В предлагаемом изобретении проблема реверса направления вращения роторов и изменения ширины захвата машины по мере разрастания кустов решена за счет того, что каждый конический редуктор может быть закреплен в положениях, повернутых на 180° вокруг крутонаклонной оси, а промежуточный привод выполнен в виде продольного вала, снабженного на концах звездочками, соединенными цепями со звездочками, смонтированными на параллельных продольному валу промежуточного привода оппозитных концах входных валов конических редукторов, при этом каждый ротор выполнен в виде многолучевой звездочки, каждый луч которой снабжен телескопическим наконечником для крепления ножа, причем наконечники и ножи одного ротора являются зеркальным отражением наконечников и ножей второго ротора, в связи с чем они могут быть смонтированы как на одном, так и на втором роторе, при этом фреза снабжена по бокам отбойными щитками и фартуком, размещенным между роторами и опорным устройством, которое выполнено в виде пустотелого решетчатого катка, а расстояние между редукторами может быть изменено посредством перемещения каждого из них по раме в поперечном направлении.
Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата. Возможность поворота каждого редуктора на 180° и изменение межосевого расстояния между ними, а также телескопическое крепление наконечников лучей ротора с ножами и взаимозаменяемость указанных деталей по креплениям к обеим многолучевым звездочкам обеспечивает широкие возможности приспособления фрезы к параметрам плантации, степени разрастания кустов и характеру исходного профиля поверхности междурядья. При этом конструкция становится более простой, чем в прототипе.
Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия». Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема почвообрабатывающей фрезы (вид сверху) в исходной наладке, на фиг. 2 - вид сбоку (правый отбойный щиток условно демонтирован), на фиг. 3 представлена почвообрабатывающая фреза при ее наладке на режим реверса направления вращения роторов.
Почвообрабатывающая фреза включает раму 1 с навесным устройством 2 (фиг. 1, 2), посредством которого она агрегатируется с трактором 3. На раме 1 смонтированы левая 4 и правая 5 опорные плиты, на каждой из которых смонтирован конический редуктор 6 и 7 соответственно. При этом входной вал редуктора 6 сориентирован вперед по ходу агрегата и на его конце установлена звездочка 8, а входной вал редуктора 7 сориентирован назад и на его конце установлена звездочка 9. Между редукторами 6 и 7 смонтирован продольный вал 10, на концах которого установлены звездочки 11 и 12, соединенные цепями 13 и 14 со звездочками 8 и 9 редукторов 6 и 7. При этом в раме 1 выполнены два поперечных ряда крепежных отверстий (на схеме не показаны), посредством которых опорные плиты 4 и 5 могут быть установлены с разным расстоянием между ними, за счет чего может быть изменено межосевое расстояние В между осями выходных валов редукторов 6 и 7 (фиг. 1). Крепежные отверстия в опорных плитах 4 и 5 выполнены симметрично относительно осей выходных валов редукторов 6 и 7, что позволяет поворачивать каждый из них при монтаже на 180°. На конце выходного вала редуктора 6 смонтирована шестилучевая звездочка 15, а на конце выходного вала редуктора 7 - шестилучевая звездочка 16. При этом оси вращения звездочек 15 и 16 (как и выходных валов редукторов 6 и 7) наклонены вперед по ходу движения агрегата на угол α (фиг. 2), а роторы сдвинуты между собой по фазе на угол 30° (фиг.1). На каждом луче звездочек 15 и 16 посредством хомутов 17 смонтированы наконечники 18 и 19 с L-образными ножами 20 и 21 соответственно. При этом наконечники 18 и 19 правого и левого роторов взаимозаменяемы по креплению, но (как и ножи 20 и 21) являются зеркальным отражением друг друга. Рама 1 фрезы опирается на пустотелый решетчатый опорный каток 22 посредством рычагов 23 и 24, снабженных винтовыми регулировочными механизмами 25 и 26. Между рычагами 23 и 24 смонтирован фартук 27, а по бокам от роторов 15 и 16 установлены отбойные щитки 28 и 29. Передний конец продольного вала 10 соединен карданным валом 30 (фиг. 2) с ВОМ трактора 3.
Предлагаемая почвообрабатывающая фреза работает следующим образом. После навески ее посредством навесного устройства 2 на трактор 3 продольный вал 10 соединяют с ВОМ трактора карданным валом 30 (фиг. 2). Затем фрезу настраивают на режим работы, приводя ее параметры в соответствие с состоянием плантации, на которой предстоит работать. Посредством опорных плит 4 и 5 (фиг. 1) редукторы 6 и 7 перемещают в поперечном направлении так, чтобы расстояние между осями их выходных валов В было меньше, чем диаметр каждого из роторов по концам ножей 20 (21), что должно гарантировать перекрытие между зонами обработки почвы правым и левым роторами. При необходимости изменяют положение наконечников 18 (19), ослабляя затяжку хомутов 17 и перемещая наконечник вдоль луча соответствующей шестилучевой звездочки 15 (16), после чего производят затяжку хомутов 17. Посредством центральной тяги навесной системы трактора устанавливают угол наклона оси вращения роторов a, a посредством винтовых механизмов 25 и 26 изменяют положение катка 22 по высоте относительно рамы 1, устанавливая таким образом необходимую глубину обработки. На плантации агрегат въезжает в междурядье, включается ВОМ трактора 3 и шестилучевые звездочки 15 и 16 получают (через посредство карданного вала 30, продольного вала 10, звездочек 8, 9, 11 и 12, цепей 13 и 14 и редукторов 6 и 7) синхронное вращение навстречу друг другу по направлению стрелок 31 и 32. Навесное устройство опускается в плавающее положение, после чего агрегат начинает перемещаться по междурядью в направлении стрелки 33. L-образные ножи 20 (21) врезаются в почву, подрезая и рыхля ее в передней части их траектории в относительном движении (заштриховано на фиг. 2). В задней части траектории движения ножи выглубляются и контакта с почвой не имеют. Отбрасываемая назад в средней части фрезы (в зоне перекрытия между правым и левым роторами) почва ударяется в фартук 27 и осыпается вниз, не проникая внутрь полого решетчатого катка 22, что исключает забивание его почвой и растительными остатками. Наличие боковых отбойных щитков 28 и 29 предохраняет культурные растения от хлестких ударов корнями и стеблями сорняков, временами захватываемых ножами вращающихся роторов. Поскольку обработка почвы производится только в передней части траектории их движения, то энергоемкость процесса резко уменьшается, однако происходит перераспределение почвы с периферии междурядья к его центру. Поэтому периодически (например,  один раз в сезон) необходимо осуществлять реверс направления вращения роторов. С этой целью (фиг. 3) редукторы 6 и 7 поворачивают на 180° так, что конец входного вала редуктора 7 оказывается сориентированным вперед по ходу агрегата, а конец входного вала редуктора 6 назад. Соответственно цепь 13 соединяет звездочку 11 продольного вала 10 со звездочкой 9 редуктора 7, а цепь 14 соединяет между собой звездочки 8 и 12. Таким образом, шестилучевые звездочки 15 и 16 роторов фрезы получают встречное вращение в задней части траектории по направлению стрелок 34 и 35. Кроме того, все наконечники 18 с ножами 20 снимают с лучей звездочки 15 и устанавливают на лучи звездочки 16, а ранее смонтированные на ней наконечники 19 с ножами 21 устанавливают на освободившихся лучах звездочки 15. При перемещении фрезы по междурядью после осуществления реверса (фиг. 3) ножи 20 (21) вступают в контакт с почвой в средней части фрезы (в зоне перекрытия между роторами), а выглубляются в зоне отбойных щитков 28 (29). В результате происходит перераспределение почвы из центра междурядья к его периферии. При этом от забрасывания почвы внутрь рядов культурных растений их защищают отбойные щитки 28 и 29. Таким образом восстанавливается выровненный профиль поверхности междурядья, что способствует лучшему росту растений и улучшает условия для использования уборочных машин.