Комбинированное почвообрабатывающее орудие

Полезная модель относится к лесному хозяйству, в частности к орудиям для обработки почвы при создании лесных культур в условиях нераскорчеванных вырубок и гарей.
Известно модульное орудие для обработки почвы (Пат. РФ № 2739475; МПК A01B 51/04; опубл. 24.12.2020), содержащее раму со сцепным устройством и винтовыми механизмами для перемещения рабочих органов, секции рабочих органов, предохранительные механизмы. Рама модульного орудия в зависимости от технологических потребностей может состоять из первичного, первичного и вторичного или сцепного и вторичного модулей с унифицированными элементами. Первичный и вторичный, а также сцепной и вторичный модули соединяются между собой при помощи соединительных элементов с установочными фланцами и кронштейнами, а также магнитных замковых механизмов, оборудованных направителями и постоянными магнитами с размыкающими эксцентриковыми рычагами, обеспечивающими перестроение модулей орудия. Конструкция секций рабочих органов позволяет устанавливать рабочие органы различных типов в зависимости от выполняемых технологических операций и за счет наличия регулировочных механизмов изменять вертикальные и горизонтальные углы их установки.
Однако данное модульное орудие для обработки почвы имеет сложное конструктивное исполнение и, как следствие, высокую металлоемкость. Кроме того, наличие первичного, вторичного и сцепного модулей с магнитными замковыми механизмами делает процесс подготовки орудия к выполнению технологических операций крайне трудоемким.
Известно лесное почвообрабатывающее орудие (Пат. на полезную модель РФ № 173955; МПК A01B 7/00, A01B 5/00, A01B 13/00; опубл. 21.09.2017), содержащее раму, состоящую из продольной и поперечной балок, механизм навески, две дисковые батареи, каждая из которых имеет четыре сферических диска, установленных на валу, вращающемся в стойках подшипников, и снабжена пружинами, выполняющими роль предохранительных механизмов, дисковый нож, два дисковых корпуса, балластные ящики. Дисковые батареи орудия снабжены отдельными балластными ящиками, а все их сферические диски выполнены цельнокрайними и одинакового диаметра.  Принято за прототип.
Однако такое лесное почвообрабатывающее орудие теряет свою эффективность при работе на закустаренных, возобновившихся вырубках или сильнозадернелых площадях, когда наличие малоценной поросли или плотного слоя дерна не позволяет обеспечить качественный оборот пласта и заделку большого объема древесно-кустарниковой и травянистой растительности.
Полезная модель решает задачу повышения качества обработки лесных почв на нераскорчеванных вырубках и гарях за счет более эффективной заделки нежелательной древесно-кустарниковой и травянистой растительности.
Это достигается тем, что в комбинированном почвообрабатывающем орудии, содержащем раму, состоящую из сдвоенной основной продольной и основной поперечной балок, механизм навески, две дисковые батареи, каждая из которых имеет четыре сферических диска, установленных на осях, вращающихся в стойках подшипников, и снабжена пружинами, выполняющими роль предохранительных механизмов, дисковый нож, два дисковых корпуса, балластный ящик, согласно полезной модели, рама дополнительно имеет поперечную балку, к которой прикреплен ножевой каток, состоящий из цилиндрического основания и съемных ножевых пластин, кроме того, три сферических диска дисковых батарей имеют внутренние  вырезы  на  рабочей  поверхности  с заострением  периферийной части, а их четвертый сферический диск выполнен цельнокрайним и большего диаметра в сравнении с тремя другими сферическими дисками.
На фиг. 1 представлена кинематическая схема комбинированного почвообрабатывающего орудия, вид сверху;
на фиг. 2 – схема ножевого катка комбинированного почвообрабатывающего орудия, вид спереди;
на фиг. 3 – схема дисковой батареи комбинированного почвообрабатывающего орудия, вид спереди;
на фиг. 4 – схема сферического диска с внутренними вырезами на рабочей поверхности дисковой батареи орудия;
на фиг. 5 – схема дискового корпуса комбинированного почвообрабатывающего орудия.
Комбинированное почвообрабатывающее орудие (фиг. 1) содержит раму сварной конструкции, состоящую из сдвоенной основной продольной балки 1, поперечной балки 2 и основной поперечной балки 3, механизм навески 4, опорные колеса 5, ножевой каток 6 (фиг. 2), расположенный в передней части орудия, прикрепленный к поперечной балке 2 и состоящий из цилиндрического основания 11 и съемных ножевых пластин 12, две дисковые батареи 8, два дисковых корпуса 9 (фиг. 5), представляющих собой вырезные диски 18, размещенные на стойках 19, которые прикреплены к одному из брусьев сдвоенной основной продольной балки 1, дисковый нож 7, размещенный перед дисковыми корпусами 9 и прикрепленный к сдвоенной основной продольной балке 1, и балластный ящик 10, расположенный в задней части орудия и предназначенный для поддержания требуемой глубины хода его рабочих органов.
К основной поперечной балке 3 рамы, с обеих ее сторон, симметрично продольной оси комбинированного почвообрабатывающего орудия, приварены две верхние горизонтальные плиты (на фигуре не показаны), к которым при помощи болтовых соединений крепятся нижние горизонтальные плиты 17 дисковых батарей 8 (фиг. 3), при этом в горизонтальных плитах орудия выполнены совмещенные отверстия, позволяющие регулировать угол атаки дисковых батарей 8 за счет изменения положения нижних горизонтальных плит 17.
Дисковые батареи 8 (фиг. 3) состоят из четырех сферических дисков 14 и 15, попарно установленных на осях 16, вращающихся в стойках подшипников 13, при этом три сферических диска 14 (фиг. 4) имеют внутренние вырезы на рабочей поверхности с заострением периферийной части, а четвертый сферический диск 15 выполнен цельнокрайним и большего диаметра в сравнении с тремя сферическими дисками 14. Каждая стойка дисковой батареи 8 снабжена пружиной (на фиг. не показана), выполняющей роль предохранительного механизма при встрече дисковой батареи 8 с препятствиями.
Все рабочие органы комбинированного почвообрабатывающего орудия являются съемными и при необходимости могут быть демонтированы с его рамы.
Комбинированное почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.
Перед началом работы оператор устанавливает дисковые батареи 8 и дисковые корпуса 9 на необходимые углы атаки и регулировкой массы груза в балластном ящике 10 задает требуемую глубину хода рабочих органов комбинированного почвообрабатывающего орудия.
Машинно-тракторный агрегат заезжает на обрабатываемый участок. Расположенный в передней части орудия ножевой каток 6 производит укатывание и измельчение встречаемой на его ходу нежелательной древесно-кустарниковой и травянистой растительности перед проходом дисковых корпусов 9.
Дисковые батареи 8, установленные под необходимым углом атаки, за счет действия реактивных сил соприкосновения с почвой осуществляют вращательное движение и производят ее обработку в виде двух полос. За счет попарного размещения сферических дисков 14 и 15 на осях 16, вращающихся в стойках подшипников 13, и наличия у стоек пружинных предохранительных механизмов, при встрече с порубочными остатками, крупными корнями или каменистыми включениями из почвы выглубляются только контактирующие с препятствием сферические диски 14 и 15, а не вся дисковая батарея 8, что сокращает площадь необработанных огрехов. Часть отделяемых каждым сферическим диском 14 почвенных фрагментов с сильным дерновым слоем дополнительно измельчается, проходя через внутренние вырезы сферических дисков 14, и укладывается за ними, после чего сферический диск 15 перемещает почвенные массы с измельченной дерниной к краю обрабатываемой полосы для недопущения последующего укоренения сорной травянистой растительности.
Одновременно с этим дисковый нож 7, располагаясь перед дисковыми корпусами 9, перерезает древесные корни для уменьшения частоты их выглублений и обеспечения непрерывности создаваемой ими борозды.
Расположенные в задней части орудия дисковые корпуса 9, перемещаясь в рабочей зоне ножевого катка 6 и дискового ножа 7, создают двухотвальную борозду путем подрезания почвенных пластов с измельченной древесно-кустарниковой растительностью, их оборота и укладки на обработанные дисковыми батареями 8 полосы по краям борозды. При контакте с крупными корнями, не перерезанными дисковым ножом 7, дисковые корпуса 9, выглубляясь, перекатываются через них.
При необходимости ряд рабочих органов комбинированного почвообрабатывающего орудия может быть демонтирован непосредственно перед началом работы для проведения агротехнического или лесоводственного уходов за созданными лесными культурами.
Такое исполнение комбинированного почвообрабатывающего орудия позволяет повысить качество обработки лесных почв на нераскорчеванных вырубках и гарях за счет более эффективной заделки нежелательной древесно-кустарниковой и травянистой растительности.