Многофункциональное почвообрабатывающее устройство

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к почвообрабатывающим машинам.
Известен почвообрабатывающий рабочий орган, содержащий стойку с плоскорежущей лапой (пат. RU № 2365074, МПК А01В 49/02, 2009 г.).
Недостатком известной конструкции является то, что данная модель является металлоёмкой конструкцией, лапы культиватора имеют стойки, форма которых повышает тяговое сопротивление агрегата при работе.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для обработки почвы, содержащее стойку, держатель, рыхлитель и щелеватель (пат. RU № 2730659, МПК A01B 49/02, 2020 г.- прототип).
Недостатком известного устройства является то, что им невозможно проводить почвообрабатывающие операции по отдельности, например, щелевание без рыхления почвы или наоборот, либо культивацию без них, а также подрезание сорняков одним крылом, с правосторонним либо левосторонним действием. Проведение различных операций по отдельности увеличивает эксплуатационные затраты и снижает экономическую эффективность.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является повышение функциональных возможностей обработки почвы и снижение затрат на  переоборудование агрегата для проведения операций различного вида.
Техническая задача решается тем, что многофункциональное почвообрабатывающее устройство, содержащее стойку, держатель, рыхлитель и щелеватель согласно полезной модели, держатель выполнен из круглого бруса диаметром 50…60 мм и изготовлен изогнутым, задняя часть держателя отогнута под углом 75…95°к передней части и жестко прикреплена к стойке с возможностью демонтажа, при этом тыльная сторона задней части держателя выполнена плоской под стойку, передняя часть держателя размещена под острым углом 4…6° к горизонтальной поверхности и выполнена  с заостренным в виде конуса передним концом, длина передней части держателя 90…110 мм, вдоль ее осевой линии сверху, снизу и по бокам  выполнены пазы с открытой щелью под заглушки с отверстиями в верхней части, изготовленные копирующими конус носовой части держателя и платформу с выступом под щель,  длина пазов рабочих органов в виде рыхлителя, щелевателя и крыльев равна 7/10 длины передней части держателя, рыхлитель, щелеватель и крылья выполнены с жестко закрепленными на их основаниях платформами с выступами под пазы держателя, длина каждой платформы равна длине паза держателя, длины оснований рыхлителя и щелевателя равны длине их платформы, а длины оснований крыльев равны длине платформы плюс 1/5 длины передней части держателя, длина носовой части держателя до паза равна  1/10 длины передней его части, рыхлитель и щелеватель выполнены в виде равнобедренного треугольника,  высота рыхлителя меньше высоты щелевателя, ширина захвата истребителя сорной растительности 250…300 мм.
На фиг. 1 представлено многофункциональное почвообрабатывающее устройство в 3D, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, с двумя крыльями; на фиг. 3 - то же, с рыхлителем и щелевателем; на фиг. 4 - то же, с одним крылом и рыхлителем; на фиг. 5 - то же, со щелевателем; на фиг. 6 - то же, с рыхлителем; на фиг. 7 - то же, с правообрабатывающим крылом; на фиг. 8 - то же, с левообрабатывающим крылом; на фиг. 9 - правое крыло; на фиг. 10 – левое крыло; на фиг. 11 - рыхлитель; на фиг. 12 - щелеватель; на фиг. 13 - заглушка паза под рыхлитель и щелеватель; на фиг. 14 - заглушка паза под крылья; на фиг. 15 - держатель с заглушками; на фиг. 16 - то же, без заглушек; на фиг. 17 - поперечное сечение передней части держателя; на фиг. 18 - параметры передней части держателя.
Многофункциональное почвообрабатывающее устройство содержит держатель 1 выполненный из круглого бруса диаметром 50…60 мм и изготовлен изогнутым. Задняя часть 2 держателя 1 отогнута под углом 75…95°к передней части 3 и жестко прикреплена к стойке с возможностью демонтажа.
0
Тыльная сторона задней части 2 держателя 1 выполнена плоской под стойку (на фигурах не показано). Передняя часть 3 держателя 1 размещена под острым углом 4…6 к горизонтальной поверхности и выполнена  с заостренным в виде конуса передним концом 4.
Выполнение держателя 1 из круглого бруса снижает тяговое сопротивление агрегата. Его диаметр 50…60 мм является оптимальным, поскольку диаметр меньше 50 мм, не позволит не только надежно закрепить рабочие органы с учетом размеров глубины щелей 6 и высоты пазов 5, но и сохранить целостность самого держателя, а если диаметр больше  60 мм - это увеличит тяговое сопротивление агрегата. Выполнение задней части 2 держателя 1 под углом в пределах 75…90°к передней 3, позволит сохранить оптимальный уровень тягового сопротивление агрегата.
Размещение передней части 3 держателя 1 под острым углом в пределах 4…6° обусловлено тем, что угол меньше 4° ухудшает качество обработки почвы, а больше 6° увеличивает тяговое сопротивление.
Длина L передней части 3 держателя 1 90…110 мм, вдоль ее осевой линии сверху, снизу и по бокам  выполнены пазы 5 с открытой щелью 6 под заглушки 7 с отверстиями 8 в верхней части. Рабочие органы выполнены в виде рыхлителя 9, щелевателя 10 и двух крыльев 11. Длина пазов равна 7/10 длины L передней части 3 держателя 1. Рыхлитель 9, щелеватель 10 и крылья 11 выполнены с жестко закрепленными на их основаниях платформами 12 с выступами 13 под пазы 5 передней части 3 держателя 1.
Выполнение передней части 3 держателя 1 длиной L=90…110 мм, позволяет эффективно размещать рабочие органы на держателе 1. Увеличение длины L передней части 3 держателя 1 свыше 110 мм приведет к необоснованному увеличению расхода материала, что не целесообразно.
Снижение длины передней части 3 держателя 1 ниже 90 мм повлечет за собой сокращения размеров рабочих органов, что может привести:
а) к повреждению рыхлителя 9 и щелевателя 10 из-за меньшей площади опоры в пазах 5;
б) к не выполнению агротребованиям по ширине захвата крыльями устройства.
Для проведения глубокого рыхления почвы, вместо всех рабочих органов вставляют заглушки 7, выполненные копирующими конус переднего конца 4 держателя 1 и платформу 12 с выступами под щель 6. Заглушка 7 изготовлена с отверстием 8 в верхней части для извлечения (выбивание) ее из пазов 5, путем смещения вперед по направлению движения агрегата.
Длина пазов 5 рыхлителя 9, щелевателя 10 и крыльев 11, равная 7/10·L, дает возможность рабочим органам надежно закрепиться в держателе 1 без повреждения.
Длина каждой платформы 12 равна длине паза 5 держателя 3. Длины оснований рыхлителя 9 и щелевателя 10 равны длине их платформы 12, длины оснований крыльев 11 равны длине платформы 12 плюс 1/5 длины L передней части 3 держателя 1.
Подбор параметров платформы 12, таким образом, позволяет надежно закрепиться в пазе 5 и не нарушать целостность конструкции.
Длина носовой части 2 держателя 1 от ее носка до паза 5 равна  1/10 длины L передней его части. Рыхлитель 9 и щелеватель 10 выполнены в виде равнобедренного треугольника разной высоты.  Ширина захвата многофункциональное почвообрабатывающее устройство 250…300 мм.
Длина паза 5 равна 7/10 длины L передней части держателя 1.
Приведенные соотношения 1/10 ·L, 1/5·L и т.д., были приняты для удобства определения параметров рабочих органов, исходя из длины L держателя 1. Например, если длина L передней части 3 держателя 1 составит 100 мм, то получится десять участков длиной по 10 мм или 5 участков длиной 20 мм, соответственно. Это оптимальные размеры.
Многофункциональное почвообрабатывающее устройство работает следующим образом.
Перед началом работы держатель 1 задней отогнутой частью закрепляют к стойке агрегата (на фиг. не показано). Основания рабочих органов - рыхлителя 9, щелевателя 10 и крыльев 11 вставляют в пазы 5 через щели 6 держателя 1. Истребитель сорной растительности устанавливают на нормативную глубину обработки почвы.
При движении агрегата крылья 11, установленные по бокам держателя 1, подрезают сорную растительность. Рыхлитель 9, установленный над держателем 1, рыхлит почву. Щелеватель 10 проводит щелевание, что способствует регулированию водо-воздушного баланса.
Многофункциональное почвообрабатывающее устройство способно проводить отдельные операции по обработке почвы, например, только рыхление, только щелевание или только подрезание сорняков, либо проводить рыхление и щелевание без подрезания сорняков крыльями лап. Подрезание сорняков, можно проводить и с одним крылом, как правосторонним, так и левосторонним.
Устройство содержит четыре заглушки 7. При изменении комбинации рабочих органов заглушки 7 вставляют в открытые свободные пазы 5, не увеличивая при этом тяговое сопротивление агрегата. Кроме того, они защищают пазы 5  от забивания почвой в процессе работы.
Использование многофункционального почвообрабатывающего устройства позволит за один проход агрегата проводить одновременно: подрезание сорной растительности, рыхлить почву и нарезать щели, а так же  отдельно рыхление, щелевание, культивацию с уничтожением сорной растительности и глубокое рыхление почвы.
Применение заявляемого устройства позволит улучшить качество обработки почвы регулировать водо-воздушный баланс, повысить урожайность культур, сократить расход горючего и увеличить экономическую эффективность при производстве сельхозпродукции.