ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ
TILLAGE DEVICE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы.
Известны бороны тяжелые дисковые, включающие оси, на которых смонтированы несколько сферических дисков образуя батареи, а также плуги-лущильники дисковые, включающие сферические диски, установленные в несколько рядов по ширине захвата, при этом каждый диск смонтирован на своей оси, которые сцепляясь с почвой во время движения вращаются, обрабатывая почву, глубина обработки почвы регулируется изменением угла атаки дисков.
Недостаток данных орудий заключается в том, что они имеют большую массу, тяговое сопротивление и не обеспечивают качество рыхления и заделки в верхний слой почвы растительной массы высотой 1,5 м и более и густотой (300…450 ц/га) стояния, без предварительного ее прикатывания. Эти орудия разрабатывались из законов сопротивления, не учитывая биологических процессов происходящих в почве.
Наиболее близким техническим решением является борона дисковая, содержащая раму и сферические диски. Сферические диски размещены рядами под углом атаки и углом наклона к вертикальной плоскости. Диски первого ряда выполнены меньшего диаметра, а диски следующих рядов большего диаметра. Диски всех рядов имеют одинаковый уровень заглубления (Патент №2383118, A01B 21/08).
Недостатком этой бороны является то, что она имеет большое тяговое усилие и массу, не обеспечивает должного качества крошения почвы и заделки зеленой массы в верхний слой почвы при обработке сидеральных паров из естественного травостоя высотой 1,5 метра и залежных земель. Для агрегатирования требуются тракторы тяжелого класса 3 и 5, что отрицательно отражается на плодородие почвы. При влажности почвы 30% на сухую навеску борона становится неработоспособной.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение массы конструкции, снижение тягового усилия, повышение надежности и обеспечение легкого управления и устойчивого прямолинейного движения энергетического средства более легкого класса 1,4 и 2,0 с почвообрабатывающим орудием на обработке сидеральных паров любой высоты и густоты стояния и залежных земель с одновременной заделкой зеленой массы в верхний слой почвы 0-10-12 см, что способствует восстановлению плодородия почвы.
1
Технический результат достигается тем, что батарея с активным приводом и несимметричным односледным расположением сферических вырезных дисков крепится на раме орудия под таким углом атаки α=18° к линии тяги mm, чтобы задние углы резания ξ имели отрицательные значения, то есть ξ=-12°, что обеспечивает взаимное уравновешивание поперечно слагающих сил P и P, действующих на дисковую батарею в процессе работы.
На фиг.1 изображено почвообрабатывающее орудие с активным приводом рабочих органов, вид сверху; на фиг.2 - основные геометрические параметры сферического вырезного диска - угол атаки α, задний угол резания ξ, угол наклона ω образующей конуса заточки к плоскости резания кромки, диаметр диска D, радиус кривизны R при угле 2φ и угол заострения i режущей кромки.
Почвообрабатывающее орудие с активным приводом рабочих органов состоит из рамы 1, на которой установлено трехточечное навесное устройство 2 к трактору, приводного редуктора 3, закрепленного жестко на левом брусе рамы 1, дисковой батареи, которая выполнена в виде горизонтального вала 4. На горизонтальном валу 4 устанавливают сферические вырезные диски 6 с распорными втулками 7, стянутые гайкой 5. Привод от вала отбора мощности трактора к приводному редуктору 3 дисковой батареи передают через угловой редуктор 8 при помощи карданного вала 9. Глубину хода рабочих органов поддерживают опорным колесом 10, установленным с регулировочным устройством 11.
Почвообрабатывающее орудие с активным приводом рабочих органов работает следующим образом. После заглубления посредством трехточечного навесного устройства 2, установленного на раме 1, опорного колеса 10 и регулировочного устройства 11, рабочих органов в почву при движении агрегата сферические диски 6, установленные на горизонтальной оси 4 рыхлят почву на заданную глубину, одновременно измельчают растительную массу и отрывают от почвы корни растений, лишая их питательной среды, и заделывают в верхний слой (0…12 см), как источника разлагаемого углерода. Расстояние между дисками устанавливают распорными втулками 7 и стягивают гайкой 5. Привод от вала отбора мощности трактора к приводному редуктору 3 дисковой батареи передают через угловой редуктор 8 и карданный вал 9.
1
1
Для определения необходимых пределов регулирования угла атаки α дисковой батареи с целью легкого управления трактором и устойчивого прямолинейного движения агрегата устанавливают дисковую батарею со сферическими вырезными дисками 6 с отрицательным затылочным углом ξ, то есть ξ<0. Это позволило взаимно уравновесить поперечно слагающие силы P и P, действующие на дисковую батарею во время выполнения технологического процесса, то есть решить проблему о силовом равновесии несимметричного с односледным расположением сферических вырезных дисков 6 почвообрабатывающего орудия с активным приводом рабочих органов без установки стабилизатора - ножа. Наиболее целесообразными углами α и ξ, обеспечивающими взаимное уравновешивание поперечно слагающих сил P и P, действующих на дисковую батарею в процессе работы, являются угол атаки α, равный 18°, и задний угол резания ξ, равный -12°. В литературе нет данных, обосновывающих причины ограничения верхнего предела величины заднего угла резания ξ. Значение заднего угла резания ξ определено по результатам эксперимента в сочетании с выбранными параметрами диска D, R, α, i (П.С.Нартов. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Изд. Воронежского университета. Воронеж, 1972. - С.95-96).
1
Основные параметры сферических вырезных дисков 6 D, R, φ, ω, i стандартизированы (ГОСТ 198-75) [кн. Лурье А.Б., Громбчевский А.А. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. Л., «Машиностроение» (Ленинградское отделение), 1977. С.111-112], а задний угол резания (с отрицательным значением, ξ=-12°, появился в результате эксперимента при определенном угле атаки α=18° для взаимного уравновешивания поперечно слагающих сил P и P, обеспечивая устойчивое прямолинейное движение.
1
В результате противодавления, создаваемого стенкой борозды на тыльные стороны дисков, происходит уравновешивание поперечно слагающих сил P и P, действующих на дисковую батарею, обеспечивая устойчивое прямолинейное движение почвообрабатывающего орудия и легкое управление энергетическим средством более легкого класса 1,4 и 2,0, на скоростях 8…12 км/ч, что позволяет упростить конструкцию, уменьшить массу и соответственно повысить надежность почвообрабатывающего орудия и его производительность. Почвообрабатывающее орудие с активным приводом рабочих органов выполняет без нарушений технологический процесс при влажности почвы до 35% на сухую массу.
Рыхление сферическими вырезными дисками 6 почвы на заданную глубину, одновременное измельчение растительной массы и отрывание корней растений от почвы, лишая их питательной среды, и заделка в верхний слой 0…12 см, как источника разлагаемого углерода вызывает практически взрывной характер повышения видового и количественного состава микроорганизмов, которые способствуют большому выделению в почву биологически активных веществ, повышающих ее плодородие, то есть идет взаимосвязь с живыми динамичными системами. Поэтому почвообрабатывающее орудие с активным приводом рабочих органов для обработки почвы с одновременной заделкой растительной массы в верхний слой почвы (0…12 см) способствует восстановлению плодородия почвы.