Культиватор полосовой обработки почвы (варианты)
STRIP TILLAGE CULTIVATOR (VERSIONS)

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим машинам, и может быть использовано для полосовой обработки почвы.
Культиватор полосовой обработки почвы является прицепным или навесным оборудованием, предназначен для подготовки почвы к последующему посеву и служит для защиты междурядий от выгорания и сохранения влаги при возделывании пропашных сельскохозяйственных культур.
В рамках технологии полосовой обработки производится значительно менее энергозатратная операция, которая позволяет получить практически аналогичный эффект, как и от сплошной обработки. Преимуществом является то, что одновременно с рыхлением почвы могут вноситься удобрения на глубину обработки. Внесение удобрений непосредственно в зону развития растений позволяет значительно сократить затраты на применяемые удобрения, а в случае использования жидких удобрений позволит еще и осуществить питание в доступной для растения форме. Классический пример выполнения нескольких операций за один проход с экономией до 30% ГСМ.
Полосная технология сохраняет естественное плодородие, снижает эрозию почвы и дает почве возможность восстановиться.
Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является почвообрабатывающая машина для полосовой обработки почвы, содержащая установленную на опорных колесах раму, на которой смонтированы прикатывающие и рыхлительные рабочие органы, причем все рабочие органы образуют выстроенный ряд, на раме на параллелограмном узле копирования выполнена секция, на которой расположены рабочие органы машины, причем почвообрабатывающая машина дополнительно содержит рабочий орган по очистке рядка, который выполнен с возможностью регулировки высоты, ширины обработки и давления прижима к почве; режущий рабочий орган, предназначенный для разрезания растительных остатков и прорезания борозды в почве, а также формирующий борозды рабочий орган (см. патент РФ №147013, МПК А01В 49/02, опубл. 2014 г).
Недостатком указанной почвообрабатывающей машины является увеличенное давление на грунт из-за установки опорных колес непосредственно под рамой, и, как следствие, невозможность использования на переувлажненных почвах, а также и на глинистых почвах вследствие налипания грунта на режущий диск, большая трудоемкость подготовительных работ, отсутствие предохранительного механизма приводит к повреждениям основного рыхлительного органа.
Техническая задача - создание устройства, позволяющего с достаточной производительностью реализовать технологию полосовой обработки почвы в различных климатических зонах с различными типами почв.
Техническая задача решена тем, что культиватор полосовой обработки почвы, содержащий установленную на опорных колесах несущую раму, рабочие секции, представляющие собой функционально выстроенный последовательный ряд рабочих органов, включающих режущий рабочий орган, рыхлитель, рабочий орган, формирующий борозды нужного профиля, прикатывающий рабочий орган, стойка культиватора оснащена трубкой для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений, на раме культиватора предусмотрена установка бункера с устройством дозированной подачи удобрений, для одновременной обработки почвы и проведения сева предусмотрено оборудование сцепным устройством для сцепки сеялки, а для одновременной обработки почвы и внесения жидких минеральных удобрений предусмотрено оборудование сцепным устройством для сцепки емкости с удобрениями, согласно изобретению, культиватор выполнен навесным, несущая рама состоит из двух поперечных балок, выполненных из усиленной прямоугольной трубы и соединенных раскосами, на которых закреплены рабочие секции, к несущей раме прикреплены две рамы с транспортными колесами, каждая из которых оснащена гидроцилиндром для перевода культиватора из транспортного положения в рабочее и обратно, а опорные колеса снабжены винтовым механизмом для установки необходимой глубины обработки.
Та же техническая задача решена тем, что культиватор полосовой обработки почвы, содержащий установленную на опорных колесах несущую раму, рабочие секции, представляющие собой функционально выстроенный последовательный ряд рабочих органов, включающих режущий рабочий орган, рыхлитель, рабочий орган, формирующий борозды нужного профиля, прикатывающий рабочий орган, стойка культиватора оснащена трубкой для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений, на раме культиватора предусмотрена установка бункера с устройством дозированной подачи удобрений, для одновременной обработки почвы и проведения сева предусмотрено оборудование сцепным устройством для сцепки сеялки, а для одновременной обработки почвы и внесения жидких минеральных удобрений предусмотрено оборудование сцепным устройством для сцепки емкости с удобрениями, согласно изобретению, культиватор выполнен прицепным, несущая рама состоит из двух поперечных балок, выполненных из усиленной прямоугольной трубы и соединенных раскосами, на которых закреплены рабочие секции, к ней прикреплены две рамы с транспортными колесами, каждая из которых оснащена гидроцилиндром для перевода культиватора из транспортного положения в рабочее и обратно, опорные колеса снабжены винтовым механизмом для установки необходимой глубины обработки, на кронштейны несущей рамы установлено с помощью талпера дышло, на котором размещены сцепное устройство для сцепки с трактором и гидроцилиндр для установки агрегата в рабочее положение, соединенный с гидросистемой трактора и управляемый из кабины, к несущей раме прикреплена рама прицепного оборудования. Режущий рабочий орган культиватора оснащен блоком пружин для создания дополнительного усилия для заглублении его в почву. Стойка культиватора соединена с кронштейном рабочей секции с помощью рычажного предохранительного механизма и «срезного» болта. Стойка культиватора дополнительно оснащена лейкой для одновременного внесения удобрений и безводного аммиака. На рамке над прикатывающим рабочим органом установлен жесткий фартук, препятствующий выбросу комков почвы из обработанного рядка. На культиваторе предусмотрена возможность замены рыхлителя на два чистика для очистки режущего рабочего органа от налипшего грунта при работе на переувлажненных глинистых почвах.
На несущей раме культиватора полосовой обработки почвы, состоящей из двух усиленных поперечных балок прямоугольного сечения и соединенных раскосами, установлены кронштейны для соединения с трехточечным сцепным устройством трактора при использовании в качестве навесного агрегата. На поперечных балках рамы закреплены рабочие секции от 4 до 8 шт. при междурядье 700 мм и от 6 до 12 шт. при междурядье 450 мм, в зависимости от высеваемых культур. С помощью кронштейна и стойки к раме крепятся опорные колеса, имеющие винтовой механизм для установки необходимой глубины обработки. Для сцепки с другими агрегатами сзади к несущей раме крепится рама прицепного оборудования.
При использовании культиватора полосовой обработки почвы в качестве прицепного оборудования на кронштейны несущей рамы для трехточечного устройства трактора устанавливается дышло с помощью талпера. На дышле установлено сцепное устройство для сцепки с трактором и гидроцилиндр для установки агрегата в рабочее положение соединяется с гидросистемой трактора и управляется из кабины. Сзади к несущей раме крепятся две рамы с транспортными колесами, каждая из которых оснащена гидроцилиндром для перевода культиватора из транспортного положения в рабочее и обратно. Модульное исполнение агрегата позволяет выполнять компоновку культиватора исходя из реальных условий и требований. Так при работе на переувлажненных почвах могут быть установлены не две, а четыре рамы с транспортными колесами, что приводит к перераспределению нагрузок на почву и улучшению условий работы машинно-тракторного агрегата. При работе на легких почвах передние опорные колеса могут не устанавливаться.
Рабочая секция представляет собой функционально выстроенный последовательный ряд рабочих органов и устанавливается на несущей раме с помощью кронштейна и крепится высокопрочными болтами. На этом кронштейне закреплен режущий рабочий орган, представляющий собой дисковый нож, который может быть прямым, волнистым или вырезным. Режущий рабочий орган предназначен для разрезания растительных остатков и прорезания верхнего слоя почвы. Для создания дополнительного усилия для заглубления режущего диска в почву установлен блок пружин. Позади режущего диска установлен рыхлитель, который производит разрыхление верхнего слоя почвы и очищает ряд от пожнивных остатков с целью лучшего чернения и прогревания обработанной полосы. Рыхлитель представляет собой рабочий орган, имеющий установленные под углом друг к другу диски в форме лучей загнутых вперед, назад или прямые. К кронштейну рабочей секции, закреплена рамка, на которой установлены основные рабочие органы. Стойка культиватора, изготовленная из износостойкого материала, разрыхляет плотный грунт на глубине 10-35 см., т.е. в зоне развития корней, позволяя корневой системе проникать глубже в почву и использовать влагу и питательные вещества более полно. Наконечник стойки при прохождении образовывает в почве «кротовую нору» - оптимальное место для внесения удобрений. Для этого на стойке установлены трубки для одновременного внесения удобрений и безводного аммиака. Адресное внесение удобрения позволяет обеспечить питанием семя возделываемой культуры на начальном этапе развития. Стойка культиватора с помощью рычажного предохранительного механизма и «срезного» болта соединяется с кронштейном рабочей секции. При ударе стойки о непреодолимое препятствие, возрастающее усилие через рычаги предохранительного механизма передается на «срезной» болт и происходит его срезание. При этом стойка выходит из почвы и обходит препятствие. После этого болт подлежит замене. Далее на рамке закреплен рабочий орган, формирующий борозды нужного профиля. Он представляет собой два вертикально расположенных волнистых диска, угол положения которых устанавливается при помощи регулировочного механизма. Последним идет прикатывающий рабочий орган цепной, который разбивает оставшиеся комья земли на пашне, создает плотный слой, способствующий привлечению влаги из нижних слоев почвы к верхнему. Благодаря конструкции не происходит налипания грунта на каток и на полосе остается видимый гребень. Прикатывающий рабочий орган может также представлять собой ребристый, трубчатый или комбинированный каток. Сверху над прикатывающим рабочим органом установлен жесткий фартук препятствующий выбросу комков почвы из обработанного рядка. После такой обработки возможен сев в обработанные полосы обычной пропашной сеялкой.
При работе на переувлажненных глинистых почвах происходит интенсивное налипание грунта на режущий рабочий орган. С целью улучшения условий работы, за режущим рабочим органом, взамен рыхлителя устанавливаются два чистика, которые очищают режущий диск от налипшего грунта во время движения.
Для внесения твердых гранулированных удобрений на раме культиватора полосовой обработки почвы может быть установлен бункер с устройством дозированной подачи удобрения.
При использовании культиватора полосовой обработки почвы с количеством рабочих секций более 8 шт., и междурядьем 700 мм, несущая рама выполняется складывающейся, для чего установлены гидроцилиндры, расположенные внутри балок. Управление гидроцилиндрами осуществляется из кабины трактора.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является улучшение качества обработки почвы, более равномерное распределение нагрузок на почву, возможность применения на различных видах почв, в том числе и на переувлажненных и глинистых, возможность адресного внесения удобрений, сокращение времени подготовки агрегата к работе, улучшение условий работы тракториста,
Сущность культиватора полосовой обработки почвы поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен культиватор полосовой обработки почвы навесной вид спереди-сбоку; на фиг. 2, 3 представлен культиватор полосовой обработки почвы прицепной вид спереди-сбоку; на фиг. 4, 5 представлена рабочая секция вид сбоку; на фиг. 6 представлена стойка культиватора с трубкой для подачи жидких минеральных удобрений и лейкой для внесения гранулированных удобрений; на фиг. 7 представлен культиватор полосовой обработки почвы прицепной с бункером для гранулированных удобрений, на фиг. 8 представлен культиватор полосовой обработки почвы прицепной со складывающейся несущей рамой.
Культиватор полосовой обработки почвы (фиг. 1) состоит из несущей рамы 1, на которой имеются кронштейны 2 для соединения с трехточечным сцепным устройством трактора (на рисунке не показано) при использовании в качестве навесного агрегата. Несущая рама 1 включает поперечные балки 3, выполненные из усиленной прямоугольной трубы и соединенные раскосами. На поперечных балках несущей рамы закреплены рабочие секции 4 от 4 до 8 шт. при междурядье 700 мм и от 6 до 12 шт. при междурядье 450 мм, в зависимости от высеваемых культур. С помощью кронштейна 5 и стойки 6 к раме 1 прикреплены опорные колеса 7, имеющие винтовой механизм 8 для установки необходимой глубины обработки. Для сцепки с другими агрегатами сзади к несущей раме 1 закреплены рама 9 прицепного оборудования и две рамы 10 с транспортными колесами 11, каждая из которых оснащена гидроцилиндром 12 для перевода культиватора из транспортного положения в рабочее и обратно.
При использовании культиватора полосовой обработки почвы в качестве прицепного оборудования (фиг. 2) на кронштейны 2 несущей рамы 1 установлено дышло 13 с помощью талпера 14. На дышле 13 установлено сцепное устройство 15 для сцепки с трактором и гидроцилиндр 16 для установки агрегата в рабочее положение. Гидроцилиндр 16 соединен с гидросистемой трактора (на рисунке не показано) и управляется из кабины. При работе на переувлажненных почвах на несущей раме 1 (фиг 3) могут быть установлены не две, а четыре рамы 10 с транспортными колесами 11, что приводит к перераспределению нагрузок на почву и улучшению условий работы машинно-тракторного агрегата.
Рабочая секция 4 (фиг. 4) представляет собой функционально выстроенный последовательный ряд рабочих органов, установлена на несущей раме 1 с помощью кронштейна 17 и закреплена высокопрочными болтами 18. На кронштейне 17, с помощью рычагов 19, закреплен режущий рабочий орган 20, представляющий собой дисковый нож, который может быть прямым, волнистым или вырезным. Режущий рабочий орган 20 предназначен для разрезания растительных остатков и прорезания верхнего слоя почвы. Для создания дополнительного усилия для заглубления режущего рабочего органа 20 в почву, на рычагах 19 установлен блок пружин 21. Позади режущего органа 20, на рычагах 19, установлен рыхлитель 22, который производит разрыхление верхнего слоя почвы и очищает ряд от пожнивных остатков с целью лучшего чернения и прогревания обработанной полосы. К кронштейну 17 рабочей секции 4 закреплена рамка 23, на которой установлены основные рабочие органы. Стойка культиватора 24, изготовленная из износостойкого материала, разрыхляет плотный грунт на глубине 10-35 см. В верхней части стойки 24 имеются пазы для изменения глубины обработки. Стойка 24 культиватора с помощью рычажного предохранительного механизма 25 и «срезного» болта 26 соединена с кронштейном 17. При ударе стойки 24 непреодолимое препятствие, возрастающее усилие через рычаги предохранительного механизма 25 передается на болт 26 и происходит его срезание. При этом стойка 24 выходит из почвы и обходит препятствие. После этого болт 26 подлежит замене. На рамке 23 закреплен рабочий орган 27, формирующий борозды нужного профиля. Рабочий орган 27 представляет собой два вертикально расположенных волнистых диска, угол положения которых может регулироваться. Последним на рамке 23 закреплен цепной прикатывающий рабочий орган 28, который разбивает оставшиеся комья земли на пашне и создает плотный слой, способствующий привлечению влаги из нижних слоев почвы к верхнему. Прикатывающий рабочий орган 28 может представлять собой ребристый, трубчатый или комбинированный каток. Сверху над прикатывающим рабочим органом 28, на рамке 23, установлен жесткий фартук 29, препятствующий выбросу комков почвы из обработанного рядка.
После такой обработки возможен сев в обработанные полосы обычной пропашной сеялкой.
При работе на переувлажненных глинистых почвах происходит интенсивное налипание грунта на режущий рабочий орган 20. С целью улучшения условий работы за режущим рабочим органом 20 (фиг. 5), взамен рыхлителя 22, устанавливают на рычагах 19 два чистика 30, которые очищают режущий орган 20 от налипшего грунта во время движения.
Наконечник стойки культиватора 24 при прохождении образовывает в почве «кротовую нору» - отличное место для внесения удобрений. Для этого на стойке 24 (фиг.6) установлена трубка 31 для внесения жидких удобрений и лейка 32 для одновременного внесения удобрений и безводного аммиака. Адресное внесение удобрений позволяет обеспечить питанием семя возделываемой культуры на начальном этапе развития.
Для внесения твердых гранулированных удобрений на раме 1 культиватора полосовой обработки почвы может быть установлен бункер 33 с устройством дозированной подачи удобрения (фиг. 7).
При изготовлении культиватора полосовой обработки почвы с количеством рабочих секций более 8 шт. и междурядьем 700 мм несущая рама 1 выполняется складывающейся, для чего установлены гидроцилиндры 34, расположенные внутри балок 3 (фиг. 8).
Культиватор полосовой обработки почвы работает следующим образом. Соединенный с трактором через трехточечную навеску при помощи кронштейнов 2 в навесном исполнении или с помощью дышла 13 и сцепного устройства 15 в прицепном исполнении культиватор транспортируют к месту работы. Перед началом работы выставляют на требуемую глубину обработки стойку 24 культиватора и опорные колеса 7. С помощью гидроцилиндров 16 на дышле 13 и гидроцилиндров 12 на раме 10 транспортных колес 11, культиватор переводят в рабочее положение. Далее, при движении трактора, происходит заглубление рабочих органов рабочих секций 4 в почву на заданную глубину и их работа. Режущий рабочий орган 20 разрезает растительные остатки, находящиеся на поверхности и в верхнем слое почвы, облегчая работу остальным рабочим органам. Рыхлитель 22 разрыхляет верхний слой и раздвигает растительные остатки на ширину 15-25 см. Стойка культиватора 24 разрыхляет грунт на глубину 10-35 см и приподнимает его. При этом через трубку 31 и лейку 32, прикрепленные к стойке 24, могут подаваться удобрения и безводный аммиак. Далее рабочий орган 27 формирует борозды нужного профиля. Прикатывающий рабочий орган 28 разбивает комья земли, уплотняет разрыхленную почву и формирует гребень. В конце полосы обработки рабочие секции 4 выглубляются из почвы путем опускания транспортных колес 11 гидроцилиндрами 12. Машинно-тракторный агрегат разворачивается для следующего прохода. Разворот с заглубленными рабочими секциями 4 не допускается.