Чизель для объемного рыхления почвы
CHISEL FOR VOLUMETRIC LOOSENING OF THE SOIL

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям и может быть использовано для основной обработка почвы по способу безотвального рыхления.
Известна энергосберегающая почвообрабатывающая стойка, передний контур которой образован двумя или более пересекающимися отрезками циклоид с углом подъема контура в точках пересечения, не превышающим угол трения почвы по стали (Пат. РФ №2475007 А01В 35/20 и А01В 39/20). Циклоидальная форма переднего контура, являющегося рабочей поверхностью почвообрабатывающего органа, обеспечивает свободное скольжение почвы и сорняков вверх по стойке и тем самым снижает тяговое сопротивление агрегата.
Недостатком этой почвообрабатывающей стойки является отсутствие рыхления почвы по всему объему обрабатываемых полос, ограниченных расстановкой стоек по ширине орудия. Кроме того, в верхней части стойки будут накапливаться нависшие на нее сорняки.
Известно применение дисковых ножей для защиты стоек от нависания сорняков путем перерезания сорняков, лежащих на пути стоек (Рабочий орган почвообрабатывающего орудия. Пат. РФ №2195095 А01В 49/02, А01В 21/08, А01В 23/06, А01В 13/16).
Известно применение игольчатых дисков для поверхностного рыхления почвы, разрушения почвенной корки и борьбы с проростками сорняков (Кленин Н.И. Сельскохозяйственные машины / Н.И. Кленин, С.Н. Киселев, А.Г. Левшин. - М.: КолосС, 2008. - 816 с: Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. - С. 150.). Но это применение предусматривает сплошную расстановку игольчатых дисков по всей ширине захвата орудия и их свободное вращение без угла атаки.
Более близким к заявленному является корпус плуга-рыхлителя, содержащий наклонную стойку, на которой закреплены башмак с долотом, полевая доска, основной и дополнительный лемехи и односторонняя лапа с горизонтальным лезвием (Пат. РФ №2125777 А01В 13/08 и А01В 15/00). Основной лемех расположен вдоль наклонной стойки, а дополнительный ориентирован горизонтально с шарнирным креплением. Такой набор элементов рабочего органа увеличивает степень крошения почвы в обрабатываемом объеме захватываемой полосы и оставляет открытую щель в почве по следу прохода стойки. По мнению авторов, эта щель является проводником дождевой воды в глубинные слои.
Недостатком известного корпуса плуга-рыхлителя является отсутствие надлежащего рыхления почвы со стороны, противоположной односторонней лапе. Дополнительный лемех, имеющий ось поворота, расположенную параллельно плоскости полевой доски, не сможет приподнимать пласт и тем самым крошить его. Если это лемех, а не плоский нож, то у него должен быть угол подъема (о чем в описании ничего не сказано), в таком случае сопротивление почвы будет принуждать его к неконтролируемому заглублению. Второй недостаток заключается в том, что оставляемая открытая щель принесет больше вреда, чем пользы из-за потери влаги через нее при отсутствии дождей. Щель должна быть припорошена почвой и растительными остатками, сопутствующие этой щели глыбы должны быть разрыхлены для выравнивания микрорельефа. В такую щель дождевая влага пройдет, а испарение из нее заметно уменьшится.
Технический результат изобретения - повышение качества рыхления почвы при уменьшенном тяговом сопротивлении чизеля.
Технический результат достигается тем, что чизель для объемного рыхления почвы, включающий раму с навеской и двумя регулируемыми опорными колесами, дисковые ножи, почвообрабатывающие стойки с циклоидальной формой переднего контура, оснащенные долотами, лемехами, ориентированными вдоль стоек, и лапами с горизонтальными лезвиями, а также игольчатые диски, отличается тем, что лемеха и лапы имеют симметричную двустороннюю форму, лапы закреплены на стойках шарнирно, причем шарниры расположены выше лезвий, а игольчатые диски собраны в блоки по две пары со встречными углами атаки и размещены серединой блока в створе почвообрабатывающей стойки.
На фиг. 1 изображен чизель для объемного рыхления почвы, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху того же орудия; на фиг. 3 показана почвообрабатывающая стойка в сборе на виде сбоку; на фиг. 4 - долото на виде сбоку и его направление движения; на фиг. 5 - симметричная культиваторная лапа в двух проекциях и действующие на нее силы.
Чизель для объемного рыхления почвы включает раму 1 с навеской 2 и двумя регулируемыми опорными колесами 3. На продольных балках рамы установлены дисковые ножи 4 с возможностью регулировки по высоте, почвообрабатывающие стойки 5 с циклоидальной формой переднего контура и набором рабочих органов. На раме также закреплены блоки игольчатых дисков 6, регулируемых по высоте расположения. Каждая почвообрабатывающая стойка 5 снабжена долотом 7, двусторонним лемехом 8 и двумя симметричными лапами 9. Долото крепится к стойке своими щечками 10 и болтами 11. Ширина долота больше длины болтов 11 для предотвращения их истирания о почву. Двусторонний лемех 8 прикреплен к стойке 5 тоже при помощи щечек 12 и болтов 13. Симметричные лапы 9 при помощи своих щечек 14 прикреплены шарнирно болтами 15 к стойке 5 и могут переставляться по высоте, так как на стойке имеются дополнительные крепежные отверстия. Блоки игольчатых дисков 6 установлены в задней части рамы. В каждом блоке имеется одна общая стойка для четырех свободно вращающихся игольчатых дисков. Стойка зажата стопорными винтами на заданной высоте. Все игольчатые диски попарно ориентированы плоскостями вращения на угол атаки около 30° влево и вправо по отношению к направлению движения агрегата. Середина их ширины захвата совпадает со следом дискового ножа и двустороннего лемеха.
Чизель для объемного рыхления почвы работает следующим образом. Дисковые ножи 4, погруженные в почву на глубину около 12 см, перерезают растительные остатки, предотвращая их нависание на почвообрабатывающие стойки, и создают в почве узкие щели, совпадающие с идущими следом двусторонними лемехами 8. Долота 7 идут на глубине до 45 см, рыхлят и приподнимают узкий слой почвы, который раскалывается на две симметричные части двусторонними лемехами. Двусторонние лемеха раздвигают почву в стороны и создают в ней микротрещины. Циклоидальная форма рабочей поверхности двустороннего лемеха способствует свободному скольжению почвы и сорняков вверх по стойке и тем самым снижает тяговое сопротивление агрегата. Симметричные лапы 9 расширяют зону рыхления во всем объеме обрабатываемой почвенной полосы. Их число и высоту расположения можно менять. Отличительная особенность этих лап состоит в шарнирном креплении к стойке, причем шарнир расположен выше плоскости лапы, и этот эксцентриситет создает крутящий момент двух одинаковых, но разнонаправленных сил Р с плечом h. Создаваемый момент приподнимает лапу, поворачивая ее вокруг шарнира и создавая ориентацию для минимального тягового сопротивления. С такой ориентацией лапа приподнимает почву, разрыхляя ее по микротрещинам, созданным двусторонним лемехом. Игольчатые диски регулируются на глубину хода 8-10 см. Общую стойку каждого блока устанавливают в месте крепления к раме орудия таким образом, чтобы угол атаки обеспечивал поперечное движение зубьев по направлению к открытой щели, созданной в почве стойкой 5. В этом случае зубья забрасывают щель мелкими комочками почвы и растительными остатками, крошат вытисненные из почвы глыбы и выравнивают микрорельеф. Таким образом, поле во всем объеме на глубину до 45 см будет равномерно взрыхлено с высоким качеством работы и минимально возможной затратой энергии.