УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КУЛЬТИВАТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕРНИ И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к универсальным почвообрабатывающим агрегатам, выполняющим за один проход несколько технологических операций.
Уровень техники
Известно устройство для обработки почвы, в основе которого дисковая борона, конструкция которой позволяет складывать ее для транспортировки, содержащее раму со средней и боковыми частями. Боковые части можно складывать относительно средней части вокруг горизонтальных осей, ориентированных в направлении движения из рабочего горизонтального положения в вертикальное транспортное. Средняя часть рамы может быть опущена до положения, в котором подъемные гидравлические цилиндры полностью разгружены. После этой операции оставшийся клиренс достаточен для транспортировки. Преимуществом полной разгрузки подъемных гидравлических цилиндров является то, что машина остается в транспортном положении даже в том случае, если она отключена от гидравлической системы трактора (см. з-ку Франции №2590107, кл. A01B 21/08, 73/04, 63/22, опубл. 22.05.1987 г.).
Недостатком данного устройства является невысокая надежность и качество обработки почвы.
Известна комбинированная почвообрабатывающая машина, содержащая установленные на раме горизонтальный роторный рабочий орган в виде дисковых фрез и порядно и в шахматном порядке рыхлящие рабочие органы в виде плоскорезов и чизельных лап с наральниками, при этом она снабжена расположенными на раме за горизонтальным роторным рабочим органом дополнительными роторными рабочими органами с вертикальными осями вращения, расстояние между которыми равно ширине их захвата, а чизельные лапы снабжены смонтированными в их стойках парами свободно вращающихся роликов, при этом расстояния от нижних кромок наральников плоскорезов до оси вращения горизонтального роторного рабочего органа больше радиуса его дисковых фрез, нижние кромки зубьев роторных органов с вертикальными осями вращения размещены выше плоскости резания дисковых фрез, а по крайней мере одна из пар роликов каждого из чизельных лап расположена ниже нижних кромок наральников плоскорезов (см. пат.RU №2015630, кл. A01B 49/02, опубл. 15.07.1994 г.).
Недостатком данной машины является невысокое качество обработки почв.
Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму с опорными колесами, механизмами регулировки и последовательно расположенные дисковые батареи, плоскорежущие рабочие органы и каток, при этом на раме за плоскорежущими рабочими органами установлен барабан, лопасти которого расположены радиально и снабжены заточками, а каток соединен с рамой шарнирно с помощью подпружиненных стоек, при этом его диски снабжены штангами с ножевидными зубьями, последние из которых установлены под прямым углом друг к другу (см. пат.RU №2123776, кл. A01B 49/02, опубл. 27.12.1998 г.).
Недостатком данного агрегата является то, что он не обеспечивает необходимую подготовку почвы под посев озимых культур.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является универсальный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму с опорными колесами, плоскорежущие рабочие органы, вогнутые одинарные диски, трубчатые катки, штрингеля расположенные за трубчатыми катками, механизмы регулирования глубины обработки почвы. При этом первоначально расположенные плоскорежущие рабочие органы крепятся к раме кронштейнами, одинарные вогнутые диски расположены за плоскорежущими рабочими органами и соединены единым блоком со сдвоенными трубчатыми катками двухбалочной рамой, штрингеля расположены на одной раме со сдвоенными трубчатыми катками, (см. пат. RU №96451, кл. A01B 49/02, опубл. 10.08.2010 г).
Недостатком данного почвообрабатывающего агрегата является невысокая надежность рамы агрегата при работе агрегата на твердых почвах и почвах при влажности менее 10%, недостаточная заделка пожнивных остатков при обработке стерни и недостаточная интенсивность крошения комочков почвы при обработке твердых почв.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка универсального культиватора, используемого для любых условий применения от стерневой обработки до предпосевной обработки и выполняющего за один проход несколько технологических операций:
- безотвальное подрезание, рыхление и интенсивное перемешивание почвы по всей ширине захвата, даже при небольшой глубине обработки стерни и предпосевной обработке почвы под посев озимых культур,
- точное выдерживание рабочей глубины при предпосевной обработке почвы под посев озимых культур.
- измельчение и интенсивное перемешивание почвы и пожнивных остатков, обеспечивающее быстрое прорастание падалицы и семян сорняков при стерневой обработке почвы,
- дробление блоков почвы до мелких фракций, приуплотнение подповерхностного слоя почвы катками - выравнивателями, разравнивание и поверхностного слоя, для сохранения запасов почвенной влаги, предотвращения ветровой и водной эрозии.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к высокой надежности, сохранению заданной глубины при обработке почвы, обеспечению оптимального копирования почвы и созданию оптимального поверхностного слоя почвы.
Технический результат достигается с помощью универсального культиватора, содержащего раму с опорными колесами, механизмами регулирования, плоскорежущие рабочие органы, вогнутые полусферические диски, сдвоенные ребристые катки закрепленные на одной параллелограммной двухбалочной раме. Рама универсального культиватора с опорными колесами изготовлена цельнометаллической.
Плоскорежущие рабочие органы расположены в шахматном порядке и выполнены в виде стоек, в верхней части которых установлена предохранительная система от перегрузок, и снабжены отверстиями с возможностью изменения угла атаки в зависимости от типа и влажности почвы, при этом в нижней части плоскорежущих рабочих органов установлены лемех, крыльчатые боковые ножи, которые установлены под углом 15 град., направляющие отвалы.
Вогнутые полусферические диски в верхней части снабжены предохранительной системой и для облегчения регулирования глубины обработки почвы выполнены единым блоком со сдвоенными ребристыми катками, имеющими шарнирное соединение и дополнительное копирующее устройство с возможность копирования рельефа почвы. Механизм для регулирования величины заглубления плоскорежущих рабочих органов состоит из опорного колеса, соединенного стойкой опорного колеса с цельнометаллической рамой.
Таким образом, технический результат достигается за счет цельнометаллической рамы, содержащей плоскорежущие рабочие органы, расположенные в шахматном порядке, за счет большой высоты рамы и значительных интервалов между рядами плоскорежущих рабочих органов обеспечивается безотказная работа, даже при значительном количестве пожнивных остатков, внешние плоскорежущие рабочие органы, расположены во втором ряду, обеспечивая таким образом боковую устойчивость универсального культиватора и не требуется дополнительных опорных колес. Двухбалочная параллелограммная рама в соединении с параллельно закрепленными вогнутыми полусферическими дисками, которые установлены под углами по вертикали и по ходу работы универсального культиватора и сдвоенными последовательно расположенными ребристыми катками, выполнена как единый блок, что позволяет легко регулировать глубину обработки почвы, обеспечивает необходимое заглубление культиватора и не требуется отдельная регулировка вогнутых полусферических дисков. Благодаря сплошной обработке при интенсивном перемешивании обеспечивается быстрое прорастание падалицы и семян сорняков после обработки стерни зерновых культур. Дополнительное копирующее устройство и маятниковая подвеска сдвоенных ребристых катков гарантирует точное распределение нагрузки и, тем самым, обеспечивается повторное уплотнение подповерхностного слоя почвы и при наезде на препятствие производит отклонение крайних опор сдвоенных ребристых катков с сохранением заданной глубины обработки почвы.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1. дана схема универсального культиватора для обработки стерни и предпосевной обработки почвы, вид сбоку.
На фиг.2., то же, дана схема плоскорежущего рабочего органа, вид сбоку.
На фиг.3., то же, дана схема соединения сдвоенных вогнутых полусферических дисков, вид сбоку.
На фиг.4., то же, дана схема соединения сдвоенных ребристых катков, вид сбоку.
На фиг.5., то же, дана схема секции сдвоенных ребристых катков с углом атаки при обработке почвы, вид сверху.
На фиг.6., то же, дана схема дополнительного копирующего устройства крайних опор сдвоенных ребристых катков, вид сверху.
Осуществление полезной модели.
Универсальный культиватор состоит из цельнометаллической рамы 1 (фиг.1.), выполненной из профиля прямоугольного сечения, и являющейся основной несущей частью, к которой с помощью кронштейнов 2 крепятся плоскорежущие рабочие органы 3, расположенные в шахматном порядке. Для обеспечения боковой устойчивости хода универсального культиватора, внешние плоскорежущие рабочие органы расположены во втором ряду. Плоскорежущие рабочие органы 3 в нижней части состоят из лемеха 4 (фиг.2), крыльчатых боковых ножей 5, установленных под углом 15 град., для подрезания пласта почвы по всей поверхности и обеспечения оптимального перемешивания почвы.
К плоскорежущим рабочим органам 3 крепятся направляющие отвалы 6, которые позволяют избегать забивания пожнивными остатками плоскорежущие рабочие органы 3 и дополнительное перемешивание почвы. На кронштейнах 2 и плоскорежущих рабочих органах 3 предусмотрены предохранительные срезные болты 7, которые с помощью различных отверствий на кронштейнах 2 и плоскорежущих рабочих органах 3, позволяют регулировать угол наклона лап для различных типов почв, благодаря этому обеспечивается хорошее вхождение плоскорежущих рабочих органов 3 универсального культиватора даже в сухие твердые почвы, при влажности почвы менее 10%.
Для обеспечения устойчивости хода универсального культиватора, внешние плоскорежущие рабочие органы 3 расположены во втором ряду. Механизм 8 регулирования глубины заглубления плоскорежущих рабочих органов 3 состоит из опорного колеса 9, соединенного стойкой 10 опорного колеса 9 с помощью кронштейна 11 с цельнометаллической рамой 1. При этом к цельнометаллической раме 1 закреплена двухбалочная параллелограммная рама 12, выполненная единым блоком, что позволяет легко регулировать глубину обработки и обеспечивать точное заглубления универсального культиватора.
К двухбалочной параллелограммной раме 12 закреплены (фиг.3) вогнутые полусферические диски 13, с помощью стоянов 14 и кронштейнов 15, а для защиты вогнутых полусферических дисков 13 используют предохранительные срезные болты 16. Для установки вогнутых полусферических дисков 13 на кронштейнах 15 и стоянах 14 имеются отверстия 17.
Параллельно установленные вогнутые полусферические диски 13 и сдвоенные ребристые катки 18, 19 выполнены как единый блок, поэтому регулировка ограничения глубины почвы и перемещения вогнутых полусферических дисков 13 и сдвоенных ребристых катков 18, 19 обеспечивается перестановкой пальцев на регулировочной пластине 20.
Для интенсивного крошения почвы и дополнительного обратного уплотнения подповерхностного слоя почвы используют многофункциональные сдвоенные катки 18, 19 с последовательным расположением и объединенные в секции. Ребра установленные на дисках жесткости первого ребристого катка 18 расположены под углом «γ» равным 12 град. к оси вращения (фиг.5). На втором ребристом катке 19 для улучшения крошения почвы и дополнительного обратного уплотнителя подповерхностного слоя почвы увеличено количество ребер расположенных параллельно оси вращения катков. Сдвоенные катки 18, 19 с помощью подшипниковых опор 21 (фиг.4), опоры крепления 22 сдвоенных катков 18, 19 с радиальным пазовым отверстием 23 и пластины крепления 24 сдвоенных катков 18, 19 соединены с двухбалочной параллелограмной рамой 12.
Опора крепления 22 сдвоенных катков 18, 19 с радиальным пазовым отверстием 23 при наезде на камни катков 18, 19 обеспечивает отклонение катков 18, 19. Для отклонения крайних опор сдвоенных катков 18, 19 при наезде на препятствие используется дополнительное копирующее устройство 25 (фиг.6), с центральной опорой 26 на раме универсального культиватора, позволяющее совместно с опорой крепления 22 сдвоенных катков и радиальным пазовым отверстием 23 производить сдвоенным ребристым каткам 18, 19 при наезде на препятствия отклонение крайних опор сдвоенных катков 18, 19 и обеспечивая сохранение заданной глубины обработки.
Для соединения универсального культиватора с трактором используется трехточечное шарнирное соединение 27, обеспечивающее копирование почвы универсальным культиватором при «плавающем» положением гидравлики.
Универсальный культиватор для обработки стерни и предпосевной обработки почвы работает следующим образом.
Перед началом работы проводят агрегатирование трактора с универсальным культиватором с помощью трехточечного шарнирного соединения 27 и переводят универсальный культиватор из транспортного - в рабочее положение при «плавающем» положении гидравлики с помощью гидроцилиндра трактора (на фиг. не обозначен). Поверхностную обработку стерни и предпосевную обработку любых типов почв и при любой влажности почвы, проводят с помощью плоскорежущих рабочих органов 3, жестко соединенных с рамой 1 с помощью кронштейнов 2, настроенных на данный тип почвы с помощью срезных болтов 7 настроенных на отверстия, позволяющих регулировать угол наклона лемеха 4 и крыльчатых боковых ножей 5 для подрезания пласта почвы и обеспечения оптимального перемешивания почвы. Направляющие отвалы 6 позволяют избегать забивания плоскорежущих рабочих органов 3 пожнивными остатками и дополнительно перемешивают почву. Плоскорежущие рабочие органы 3 защищены от перегрузок предохранительной системой состоящей из срезного механизма 7, установленного на кронштейне 2 и плоскорежущем рабочем органе 3. Регулировка глубины обработки стерни проводится за счет опорного колеса 9 и механизма 8 регулирования глубины обработки почвы, который выполнен в виде кронштейна 11, установленного на боковых частях, цельнометаллической рамы 1. Последовательно установленные за плоскорежущими рабочими органами 3 вогнутые полусферические диски 13, расположенные под углами «α», равного 20 град. и «β», равного 60 град., по ходу и высоте обработки почвы, установлены по ширине обработки почвы за крыльчатыми боковыми ножами для разравнивания, перемешивания и измельчения почвы и растительного покрова. Вогнутые полусферические диски закрепленные к двухбалочной параллелограммной раме 12 стоянами 14 и кронштейнами 15, защищены от перегрузок защитной предохранительной системой, состоящей из предохранительных срезных болтов 16.
Для интенсивного крошения блоков почвы и дополнительного уплотнения подповерхностного слоя почвы предназначены сдвоенные ребристые катки 18, 19. При этом на первом катке 18 ребра установлены на дисках жесткости катков, расположены под углом 12 град. к оси вращения катка. На втором катке 19 для улучшения крошения почвы, заделки пожнивных остатков и дополнительного обратного уплотнения подповерхностного слоя почвы увеличено количество ребер, установленных на дисках жесткости, и расположенных параллельно оси вращения катков. Сдвоенные ребристые катки 18, 19 с помощью подшипниковых опор 21, опоры крепления 22 с радиальным пазовым отверстием 23 и дополнительного копирующего устройства 25 с центральной опорой 26 на раме универсального культиватора защищены при наезде на препятствие без выглубления всего универсального культиватора.
Таким образом, выполнение универсального почвообрабатывающего культиватора в виде цельнометаллической рамы 1, применение защитной предохранительной системы от перегрузок плоскорежущих рабочих органов 3, в том числе используя отверстия 7 для различных типов почв и при любой влажности поверхностного слоя почвы, использование единым блоком вогнутых полусферических дисков 13 для разравнивания, измельчения блоков почвы и заделки пожнивных остатков, с предохранительной защитной системой с последовательно расположенными сдвоенными ребристыми катками 18, 19 с опорой крепления 22 сдвоенных катков 18, 19 с радиальным пазовым отверстием 23 и дополнительного копирующего устройства 25 с центральной опорой 26 на раме универсального культиватора обеспечивают качественное безотвальное подрезание пласта почвы по всей поверхности, перемешивание, измельчение, выравнивание поверхностного слоя почвы с одновременной заделкой пожнивных остатков и выравнивание поверхностного слоя почвы для сохранения запасов почвенной влаги с обратным уплотнением подповерхностного слоя почвы.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипами и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- плоскорежущие рабочие органы культиватора при перегрузках защищены удобной предохранительной системой, со способностью изменять угол наклона крыльчатых боковых ножей в зависимости от типа и влажности почвы и обеспечивают подрезание, рыхление и интенсивное перемешивание пожнивных остатков в почве при большой высоте стерни и сорной растительности и даже при неглубокой предпосевной обработке почвы под посев озимых культур;
- вогнутые полусферические диски защищены при перегрузках предохранительной системой;
- использование единым блоком вогнутых полусферических дисков совместно со сдвоенными ребристыми катками, не требует отдельной регулировки дисков при установке глубины обработки почвы и обеспечивается оптимальное копирование поверхности почвы;
- дополнительное копирующее устройство с центральной опорой на раме совместно с радиальным пазовым отверстием на опоре крепления сдвоенных катков позволяет последовательно расположенным ребристым каткам копировать рельеф поверхности почвы с защитой при наезде на препятствие без выглубления универсального культиватора с сохранением заданной глубины даже при неглубокой обработке почвы под посев озимых культур.