МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ
MULTIFUNCTION COMBINED TILLAGE UNIT

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, преимущественно к почвообрабатывающим орудиям с пассивными рабочими органами, и может быть использовано в сельском хозяйстве для послеуборочной обработки почвы и паров с одновременным разрушением плужной подошвы.
Известно дисковое почвообрабатывающее орудие, включающее раму с закрепленными на ней в несколько рядов поперечными брусьями, на которых смонтированы вертикальные стойки с осями на концах и установленные на осях с возможностью вращения сферические диски, при этом диски имеют регулируемый угол атаки и расположены фронтально по ширине захвата, кроме того, диски на первом и втором брусьях установлены вогнутой или выпуклой сторонами соответственно в противоположные стороны и образуют первый парный ряд дисков, в последующих парных рядах диски установлены соответственно противоположно относительно дисков первого парного ряда, а каждый последующий диск смещен в поперечном направлении относительно предыдущего диска в сторону необработанной первым рядом дисков междисковой полосы земли на величину, равную частному от деления междискового расстояния на количество рядов, при этом диски имеют наклон к вертикальной плоскости (патент RU №2185044).
Недостатком указанного выше агрегата является невозможность одновременно с обработкой пахотного слоя почвы производить разрушение плужной подошвы, которая повсеместно образована в результате многократных проходов по полям тракторов, комбайнов и другой мобильной техники. В плотной и твердой плужной подошве существенно снижена жизнедеятельность почвенной микрофлоры, нарушен воздушно-водный обмен пахотного слоя почвы с более глубинной, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культу на 20-40%.
Наиболее близким к изобретению по достигаемому технологическому результату является почвообрабатывающее орудие, включающее раму с закрепленными на ней несколькими поперечными брусьями, на которых смонтированы подвижно вертикальные стойки с осями на концах и установленные на осях с возможностью вращения сферические диски, которые имеют регулируемый угол атаки и расположены фронтально по ширине захвата, кроме того, диски на смежных поперечных брусьях расположены вогнутыми или выпуклыми сторонами соответственно в противоположные стороны, а каждый диск смещен относительно смежных дисков в сторону необработанной земли, при этом диски имеют наклон к вертикальной плоскости, на всех поперечных брусьях неподвижно закреплены парные кронштейны с отверстиями, в которых могут быть установлены стойки стрельчатых, культиваторных лап или стойки щелевателей, причем в стойках стрельчатых, культиваторных лап выполнено несколько пар отверстий, позволяющих изменять глубину обработки почвы от 50 мм до 300 мм с шагом 50 мм, а у стоек щелевателей на нижних концах смонтированы каналообразователи, причем длина стойки щелевателя такова, что обеспечивает образование щели и канала-дренажа в почве, необработанной предыдущим рабочим органом орудия плужной подошве, глубиной до 500 мм, с расстояниями между щелями 400 мм - 800 мм, за последним поперечным брусом на раме смонтирована рамка с пружинными зубьями или каток, причем рамка смонтирована подвижно в вертикальной плоскости посредством параллелограммных механизмов, а зубья установлены на оси с возможностью поворота оси, причем угол установки зубьев к вертикальной плоскости выполнен регулируемым посредством тяги и талрепа, причем каждый из предложенных рабочих органов может использоваться отдельно друг от друга или в любой комбинации (патент №2408176).
Недостатком указанного выше орудия является то, что при нарезании в плужной подошве щелей и каналов происходит уплотнение их стенок, что препятствует быстрому впитыванию дождевой или иной воды в плотную и твердую плужную подошву до тех пор, пока не произойдет отслоение от стенок щелей и каналов уплотненного слоя почвы. Кроме того, стойки щелеватели с каналообразователями в данной конструкции орудия невозможно монтировать на одном поперечном брусе с подвижными вертикальными стойками с осями на концах и установленных на осях с возможностью вращения сферических дисков из-за малого расстояния, получаемого между ними. Это в процессе работы приводит к частому забиванию рабочих органов почвой, особенно если она засорена пожнивными остатками или сорняками. Орудие становится неработоспособным, поэтому для устранения этих недостатков необходимо расширить функциональные возможности агрегата, обеспечив его новыми рабочими органами, которые бы в процессе нарезания щелей и каналов в плужной подошве не создавали уплотненных стенок и могли бы быть смонтированы на поперечных брусьях одновременно с подвижными вертикальными стойками с осями на концах, что позволит в целом уменьшить габаритные размеры агрегата и его массу.
Целью изобретения является создание рабочих органов, которые одновременно со щелеванием плужной подошвы обеспечивали бы разрушение уплотненного слоя почвы, образующейся на стенках щелей, формируемых в плужной подошве в процессе щелевания, а также расширение функциональных возможностей агрегата и уменьшение его габаритов и веса за счет обеспечения возможности одновременной установки на поперечных брусьях рабочих органов, обрабатывающих пахотный слой почвы и плужную подошву.
Поставленная цель достигается тем, что в известном почвообрабатывающем орудии, включающем раму с закрепленными на ней поперечными брусьями, на которых смонтированы подвижно вертикальные стойки с осями на концах и установленные на осях с возможностью вращения сферические диски, которые имеют регулируемый угол атаки и расположены фронтально по ширине захвата, кроме того, диски на смежных поперечных брусьях расположены вогнутыми или выпуклыми сторонами соответственно в противоположные стороны, а каждый диск смещен относительно смежных дисков в сторону необработанной земли, при этом диски имеют наклон к вертикальной плоскости, в парных кронштейнах с отверстиями могут быть установлены стойки стрельчатых культиваторных лап, причем в стойках стрельчатых культиваторных лап выполнено несколько пар отверстий, за последним поперечным брусом на раме смонтирована рамка с пружинными зубьями или каток. Согласно изобретению рама агрегата содержит четыре поперечных бруса и оснащена впереди двумя расположенными симметрично относительно продольной оси агрегата технологическими колесами. Сзади рама опирается на два расположенных также симметрично транспортно-технологических колеса. Все колеса оснащены винтовыми механизмами регулировки глубины обработки почвы, а у транспортно-технологических колес они выполнены в виде винтов, которые верхними концами подвижно относительно горизонтальных осей закреплены в парных кронштейнах корпусов этих колес. На нижних концах винтов навернуты контргайки и опорные гайки, нижние стороны которых выполнены в виде выпуклых чашеобразных поверхностей, посредством которых корпуса колес упираются в вогнутые чашеобразные поверхности, закрепленные неподвижно на раме агрегата. В центре вогнутых чашеобразных поверхностей имеются отверстия для нижней части винтов, сами винты расположены в трубках, закрепленных неподвижно к выпуклым нижним чашеобразным поверхностям опорных гаек. Длина трубок, защищающих винтовые поверхности винтов, определяется высотой перемещения агрегата из самого нижнего положения в самое верхнее - транспортное положение. Стойки стрельчатых лап и глубокорыхлителей являются сменными. Парные кронштейны с отверстиями закреплены неподвижно только на втором и четвертом поперечных брусьях, причем посередине, между подвижными вертикальными стойками с осями на концах, расстояние между которыми составляет 52-64 см, в парных кронштейнах с отверстиями, одновременно с подвижными вертикальными стойками с осями на концах и установленных на осях с возможностью вращения сферических дисков, смонтированы неподвижно сменные стойки глубокорыхлители, которые плавно переходят в нижней части в рыхлительные зубья, рабочие поверхности которых начиная от концов рыхлительных зубьев расположены под углом к горизонтальной плоскости 30°-35°, затем выше по стойке этот угол составляет 50°-70°. По бокам стоек глубокорыхлителей в нижних частях неподвижно закреплены сменные рыхлительные кронштейны, рабочие поверхности которых расположены под углом 30°-35° к горизонтальной плоскости, а ширина изменяется от 2,5 см до 12 см. Рыхлительные зубья защищены быстросъемными износостойкими накладками с долотами. Рабочие поверхности долот заходят за нижние концы зубьев и составляют угол к горизонтальной плоскости от 10° до 25°. В верхних частях стоек глубокорыхлителей имеются пары отверстий, перестановкой в которых обеспечивается изменение глубины обработки почвы на 12; 24; 36 см ниже глубины ее обработки сферическими дисками агрегата.
На втором поперечном брусе в парных кронштейнах с отверстиями неподвижно закрепляются стойки глубокорыхлители, а на четвертом поперечном брусе закреплены стойки со стрельчатыми, культиваторными лапами, угол передней поверхности которых составляет с горизонтальной плоскостью 50°-70°, глубина их работы на 6; 12; 18 см ниже глубины обработки почвы сферическими дисками, которая устанавливается перестановкой в парных крепежных отверстиях стоек.
Введение в конструкцию почвообрабатывающего агрегата стоек глубокорыхлителей с рыхлительными зубьями, рабочие поверхности которых, начиная от рыхлительных зубьев, расположенных к горизонтальной плоскости 30°-35°, затем выше по стойкам этот угол составляет 50°-70°, а также наличие защитных быстросъемных износостойких накладок с долотами, где рабочие поверхности долот заходят за нижние концы зубьев и установлены к горизонтальной плоскости под углом от 10° до 25°, обеспечивает, как показывают эксперименты, устойчивое врезание стоек глубокорыхлителей в плужную подошву любой твердости и ее разрыхление в зоне прохода. Наличие боковых рыхлительных кронштейнов, установленных в нижней части по бокам стоек глубокорыхлителей, рабочие поверхности которых расположены под углом 30°-35° к горизонтальной плоскости, обеспечивает разрыхление уплотненного слоя почвы, образуемого по стенкам щелей формируемых в плужной подошве, что значительно улучшает впитывание в тело плужной подошвы воды и снижает объем ее стекания в более низкие части поверхности обрабатываемого поля.
Установка расстояния в 52-64 см между подвижными вертикальными стойками с осями на концах и установленных на осях с возможностью вращаться сферических дисков, как показывают испытания, является вполне достаточной для монтажа между ними (посередине) стоек глубокорыхлителей, также при этом обеспечивается устойчивая работа агрегата.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен заявляемый почвообрабатывающий агрегат, вид сбоку;
На фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 - то же, схема агрегата;
на фиг.4 изображен дисковый рабочий орган;
на фиг.5 изображена стойка глубокорыхлителя, вид сбоку;
на фиг.6 изображена стрельчатая лапа, вид сбоку;
на фиг.7 показан механизм регулировки рабочих органов агрегата задних транспортно-технологических колес.
Почвообрабатывающий агрегат содержит раму 1, прицеп 2, колеса технологические передние 3, колеса задние транспортно-технологические 4, поперечные брусья 5, в которых смонтированы в определенном порядке подшипники скольжения 6, устанавливаемые в них стойки 7 с осями 8 на концах и установленные на осях 8 с возможностью вращения сферические диски 9, на верхних концах всех стоек 7 неподвижно закреплены поводки 10, которые, в свою очередь, шарнирно соединены с тягами 11, установленными с возможностью перемещаться и фиксации вдоль поперечных брусьев 5, количество тяг 11 соответствует количеству поперечных брусьев 5. Сферические диски 9 установлены с изменяемым углом атаки α (фиг.2) и углом наклона β (фиг.4). Угол атаки α изменяется путем перемещения тяги 11 в ту или иную сторону, при этом шарнирно соединенные с ней поводки 10 поворачиваются, поворачивая стойки 7 и вместе с ними сферические диски 9. На втором и четвертом поперечных брусьях 5 рамы 1, при начале счета поперечных брусьев от прицепа 2, посередине, симметрично, между всеми подшипниками скольжения 6 закреплены неподвижно парные кронштейны с отверстиями 12, в которых могут быть установлены съемные стойки глубокорыхлители 13, которые в нижних частях переходят в рыхлительные зубья 14, рабочие поверхности которых составляют к горизонтальной плоскости угол 30°-35° и защищены быстросъемными износостойкими накладками с долотами 15, рабочие поверхности долот заходят за нижние концы рыхлительных зубьев 14 и составляют угол с горизонтальной плоскостью от 10° до 25°, рабочие поверхности стоек глубокорыхлителей составляют с горизонтальной плоскостью угол 50°-70°, что обеспечивает самоочистку стоек от пожневных остатков, и защищены съемными рассекателями 16, по бокам стоек в их нижних частях смонтированы неподвижно рыхлительные кронштейны 17, рабочие поверхности которых составляют с горизонтальной плоскостью угол 30°-35°, в верхних частях стоек глубокорыхлителей 13 имеются три пары отверстий 18, предназначенные для изменения глубины полосного или сплошного рыхления плужной подошвы. В парных кронштейнах с отверстиями 12 могут также быть установлены стрельчатые культиваторные лапы 19 (фиг.7) со стойками стрельчатых культиваторных лап 20, глубина их работы устанавливается 6, 12 и 18 см. На последнем поперечном брусе агрегата могут быть смонтированы катки 21 или зубопружинные бороны (на фиг. не показано).
Механизмы регулировки глубины работы рабочих органов почвообрабатывающего агрегата задних транспортно-технологических колес 4 состоят из парных кронштейнов 22, закрепленных на корпусах задних транспортных колес 4, оси 23, на которой подвижно установлены винты 24, на винты 24 завернуты контргайки 25, затем опорные гайки 26, у которых нижние части выполнены в виде выпуклых чашеобразных поверхностей, которыми корпуса транспортно-технологических колес упираются в вогнутые чашеобразные поверхности 27, закрепленные неподвижно на раме 1 агрегата, в центрах чашеобразных поверхностях 27 имеются отверстия, в которых размещаются нижние концы винтов 24 при подъеме или опускании агрегата из рабочего положения в транспортное и наоборот. На нижних чашеобразных выпуклых поверхностях опорных гаек неподвижно закреплены защитные трубки 28, которые защищают резьбу винтов 24 от повреждения о стенки отверстий вогнутых чашеобразных поверхностей 27. Длина защитных трубок подбирается такой, что обеспечивает защиту винтов 24 при переводе почвообрабатывающего агрегата из рабочего положения в крайнее верхнее транспортное и наоборот, а также в процессе передвижения.
Почвообрабатывающий агрегат (фиг.1 и 2) работает следующим образом. Перед началом работы, в зависимости от требуемой глубины обработки пахотного слоя, наличия пожнивных остатков и глубины требуемой обработки подпахотного слоя почвы (плужной подошвы), определяемой в первую очередь твердостью плужной подошвы и мощностью используемого трактора и т.д., устанавливаются на агрегате соответствующие значения параметров рабочих органов. Так угол атаки сферических дисков, который определяет глубину их работы, устанавливается путем перемещения тяги 11 и поворота стоек 7 со сферическими дисками 9 посредством поводков 10. Глубина работы стоек глубокорыхлителей 13 или стрельчатых культиваторных лап 19 устанавливается перестановкой их в парных отверстиях стоек и может быть установлена на 12; 24; 36 см для стоек глубокорыхлителей и 6; 12 и 18 см для стрельчатых, культиваторных лап (на фиг. не показано) глубже глубины работы сферических дисков. Затем агрегат выставляется на край поля, переводится в рабочее положение и перемещается по полю. В процессе движения агрегата сферические диски 9 врезаются в почву на установленную глубину, например 15 см, рыхлят ее, заделывая пожнивные остатки. Одновременно с этим, если на агрегате установлены посередине между сферическими дисками 9 стойки глубокорыхлители 13, они врезаются накладками с долотами 15 рыхлительных зубьев 14 в плужную подошву, нарезая в ней заполняемые рыхлой почвой полосы, ширина которых расширяется рыхлительными кронштейнами 17 в зависимости от их размеров вплоть до соединения разрыхленных полос, образуя сплошную взрыхленную плужную подошву глубиной до 50 см. Если на агрегате на стойках установлены стрельчатые культиваторные лапы, то они также врезаются в плужную подошву и разрыхляют ее. Установленные за последним поперечным брусом агрегата катки 21 или зубопружинные бороны выравнивают поверхность обработанного поля.
Таким образом, предлагаемый многофункциональный комбинированный почвообрабатывающий агрегат в сравнении с известными позволяет расширить функциональные возможности агрегата за счет использования стрельчатых культиваторных лап и стоек глубокорыхлителей с закрепленными в нижней части рыхлительными кронштейнами, обеспечивающих разрушение уплотненного слоя почвы, образуемого на стенках щелей, нарезаемых в плужной подошве, который существенно затрудняет впитывание в плужную подошву воды.
Конструкция агрегата также обеспечивает возможность одновременного монтажа на поперечных брусьях рабочих органов, позволяющих проводить обработку как пахотного слоя почвы, так и плужной подошвы, например: сферические диски, которые рыхлят пахотный слой почвы и частично заделывают пожнивные остатки, и стойки глубокорыхлители, разрезающие плужную подошву, образуя в ней разрыхленные полосы почвы, в которые стекает дождевая вода, просачиваясь через разрыхленный почвенный слой, пропитывая оставшуюся не разрыхленной цельноструктурную плужную подошву, которая увлажнившись замерзает в зимнее время, расширяется и увеличивается в объеме. Весной такая цельноструктурная плужная подошва оттаивает, сохраняя взрыхленную структуру увеличенного объема.
Возможность монтажа на поперечных брусьях агрегата одновременно рабочих органов, позволяющих обрабатывать пахотный слой почвы и плужную подошву, позволяет уменьшить габаритные размеры агрегата и его массу.