РЫХЛИТЕЛЬ-ЩЕЛЕРЕЗ
RIPPER-SLIT-CUTTER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для противоэрозионной обработки склонов, междурядной обработки садов, виноградников и ягодников в горных и равнинных условиях возделывания сельскохозяйственных культур.
Среди известных конструкций машин, применяемых в почвозащитной системе земледелия, способствующих предупреждению эрозионных процессов, уменьшению распыления и уплотнению почвы и сохранению ее плодородия, в качестве аналогов можно привести семейство культиваторов-плоскорезов "КПГ-250", "КПГ-2-150", ПГ-3-5, плоскорезов-щелевателей "ПЩ-3", ПЩ-4, а также различные конструкции чизельных плугов, культиваторов и комбинированных агрегатов, использующих в комбинации друг с другом дисковые и игольчатые бороны, катки, чизели, щелеватели, кротователи и прочие рабочие органы.
В качестве прототипа как ближайшего аналога принимаем плоскорез-щелеватель ПЩ-3, который состоит из рамы, плоскорежущих рабочих органов, щелерезов, опорных колес с механизмом регулировки и опор. Предназначены для сплошной плоскорезной обработки почвы с максимальным сохранением стерни и других пожнивных остатков после колосовых и пропашных культур с одновременным щелеванием. Применяется в районах с недостаточным увлажнением и на почвах, подверженных водной и ветровой эрозии.
К существенным недостаткам прототипа следует отнести, во-первых, ограниченное функциональное назначение для сплошной обработки почвы после колосовых и пропашных культур, причем на окультуренных почвах легкой и средней тяжести, и, во-вторых, большие энергозатраты при очевидном большом тяговом сопротивлении на каждый метр ширины захвата плоскореза-щелевателя, а также недостаточная для удовлетворения агротехнических требований степень крошения обрабатываемого слоя почвы. Очевидно, что плоскорез-щелеватель ПЩ-3 нельзя использовать на тяжелых суглинистых, засоренных сорняками и каменистых почвах в силу указанных недостатков.
В отличие от прототипа предлагаемое устройство скомпоновано последовательно и послойно сверху вниз установленными рабочими органами, когда (фиг.1 и фиг.2) первоначально рыхлительные лапы обрабатывают верхний перед центрально-осевым двухъярусным щелерезом слой почвы, снижая ее сопротивление для последующего верхнего яруса щелереза, который, в свою очередь (уровновешивая, вместе с тем, вертикальные реакции у обоих ножей двухъярусного щелереза, направленных противоположно друг к другу), снижает сопротивление почвы, приходящееся на нож нижнего яруса. Далее расположенные плоскорезные лапы на полную ширину захвата устройства аналогично снижают сопротивление почвы, приходящееся на крайние двухъярусные щелерезы и на установленный на полную ширину захвата устройства плоскорез-глубокорыхлитель. Обеспечивается высокое качество и степень крошения почвы с одновременной нарезкой щелей, подрезание и уничтожение сорняков, которые заделываются в обрабатываемом слое и частично выносятся на поверхность в виде мульчи зубьями подвижного троса в замкнутоконечном треугольнике.
Целью изобретения является повышение качества противоэрозионной обработки почвы и эксплуатационных показателей устройства.
Для достижения поставленной цели центрально-осевой двухъярусный щелерез скомпонован с передним рядом рыхлительных лап, жестко связан с носком плоскореза-глубокорыхлителя и скользящим в замкнутом треугольнике тросом, а боковые двухъярусные щелерезы жестко связаны с концами крыльев плоскореза-глубокорыхлителя и скользящим в замкнутом треугольнике тросом так, что последний посредством роликов, помещенных в ушки тыльной части ножей центрально-осевого и боковых двухъярусных щелерезов, выполнен подвижным и с зубовыми боронками его боковых ветвей, расположенных в вертикальной плоскости с промежутками.
На фиг.1 приведена конструктивная схема рыхлителя щелереза, вид сбоку.
На фиг.2 - то же, вид сверху.
На фиг.3 - крепление к стенке нижнего яруса щелереза вилки подшипника с пальцем и скользящим тросом, вид сбоку.
На фиг.4 - хомут крепления зубовой боронки к скользящему тросу, вид А-А.
На фиг.5 - скользящий трос в замкнутом треугольнике крепления к нижнему ярусу переднего и задних щелерезов, вид сверху.
Рыхлитель-щелерез состоит из рамы 1, автосцепки 2, опорных колес 3 с механизмом подъема и опускания 4 каждого из них, рыхлительных лап 5 (фиг.1, фиг.2) от стойки двухъярусного щелереза 6, ножа верхнего 7 и нижнего 8 яруса щелереза, металлического троса 9 с замком 10, хомутами 11 и зубовыми боронками 12 (фиг.4, фиг.5), пальца 13, подшипника 14, вилки 15, ушка 16 и плоскореза-глубокорыхлителя 17.
Конструкция устройства рыхлителя-щелереза представляет собой горизонтально расположенную раму 1, сварную из труб прямоугольного сечения с вертикально расположенным спереди треугольником автосцепки 2, верхний конец которого жестко соединен посредством с серединой по продольной оси симметрии концевого поперечного горизонтального бруса рамы 1. Имеет расположенные спереди жестко закрепленные к боковым продольным брусам рамы опорные колеса 3 с механизмом регулирования 4 глубины установки рабочих органов подъемом и опусканием всей рамы 1 в вертикальной плоскости. В передней средней части рамы 1 и средней боковой ее части попарно установлены на продольных брусах рыхлительные лапы 5 с возможностью дополнительного регулирования их положения по глубине в вертикальной плоскости и горизонтального смещения по продольным брускам верхней части рамы 1. Строго по оси симметрии к средней прямоугольной трубе рамы 1 и к боковым трубам в задней ее части жестко закреплены с вертикально расположенными стойками 6 двухъярусные щелерезы с наклонно расположенными вперед в направлении движения ножами 7 верхнего яруса и назад относительно направления движения ножами 8 нижнего яруса (фиг.1, фиг.2). К ножам 8 нижнего яруса к переднему и задним к их тыльной верхней части монтируется горизонтально расположенный трос 9 (фиг.1, фиг.5), снабженный замком 10 и хомутами 11 крепления вертикально расположенных зубовых боронок 12 (фиг.4). Причем горизонтальный трос 9, помещенный внутренними ветвями в осевые пальцы 13, которые, в свою очередь, сидят в подшипниках 14, расположен в верхней части ножей 8 нижних ярусов (фиг.1), к которым закреплены посредством вилок 15, тогда как в нижней тыльной части нижних ярусов к переднему и задним щелерезом жестко закрепляется расположенный строго в горизонтальной плоскости плоскорез-глубокорыхлитель 17 (фиг.1 и фиг.2).
Технологический процесс работы устройства состоит в следующем. При поступательном движении тракторного агрегата в загоне передние и задние боковые рыхлительные лапы 5 рыхлят верхние слои почвы по всей ширине захвата, а двухъярусные щелерезы 6 фиксируют одновременное ступенчатое нарезание верхних и нижних щелей (верхними 7 и 8 ярусами) строго по продольной оси симметрии трактора в направлении поступательного движения и боковым следам прохода колес (гусениц) трактора, которое сопровождается одновременным дополнительным разрыхлением почвы подвижным боковым рыхлителем-вычесывателем корневищ сорных растений, при котором расположенные вертикально зубовые боронки в силу возникновения разности сопротивления почвы на боковые ветви тросового рыхлителя 9 приводят его попеременно как бы в колебательное движения, при котором нависшие сорняки сбрасываются и оставляются в виде мульчи в обрабатываемом промежуточном пахотном слое почвы. Одновременно плоскорез-глубокорыхлитель 17 срезает и рыхлит нижний пахотный слой почвы по всей ширине захвата орудия. При этом используемый принцип послойно-ступенчатого рыхления, щелевания, боронования и глубокого рыхления позволяет обеспечить высокий агротехнический эффект качества, с одной стороны, и существенное снижение сопротивления почвы - с другой, то есть позволяет существенно снизить энергозатраты на каждый метр ширины захвата орудия.
-3
Конструкция устройства и компоновка комбинации рабочих органов позволяет без дополнительного активного привода от вала отбора мощности (ВОМ) трактора максимально интенсифицировать процесс рыхления пахотного слоя почвы, разрушить так называемую уплотненную в ней "подошву" и создать, тем самым, наиболее благоприятные условия водопроницаемости и воздушного питания для корневой системы однолетних и многолетних с/х культур, применительно ко всем типам почв и особенно тяжелых, сверхтяжелых (с удельным сопротивлением (0,7…2,1)·10 МПа), суглинистых, задерненных и каменистых почв.
Устройство находится на стадии проведения заводских и хозяйственных испытаний экспериментального макетного образца машины. Годовой экономический эффект на одну машину по предварительным расчетам составляет 7250 рублей.