СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
METHOD OF PRE-SOWING TREATMENT OF SOIL

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для поверхностной обработки почвы в предпосевной период выращивания сельскохозяйственных культур и саженцев деревьев.
Известен способ предпосевной обработки почвы /RU 1743398, А01В 49/02, 30.06.1992/, который включает в себя безотвальное рыхление почвы с последующим крошением и выравниванием, при этом операции осуществляют с переменной скоростью воздействия на почву в продольно-вертикальной плоскости. Кроме этого, осуществляют дополнительное воздействие с переменной скоростью на частицы почвы в горизонтальной плоскости под острым углом к направлению рыхления, а диапазон частот воздействия на частицы почвы при крошении и выравнивании больше, чем диапазон частот воздействия на них при рыхлении. Способ обработки почвы осуществляют почвообрабатывающим орудием, содержащим последовательно установленные на раме ряды пружинных рыхлящих рабочих органов в виде лап и бороны, на брусьях которых закреплены пружинные зубья, при этом брусья борон расположены под углом к направлению движения орудия, а каждый из зубьев размещен под углом 10-20° к продольной оси орудия. За счет многовитковой пружины ход рабочего органа в вертикальном направлении увеличивается и соответственно уменьшается забиваемость рабочих органов (рыхлящих лап). Но при увеличении хода рабочего органа амплитуда автоколебаний увеличивается и уменьшается их частота из-за большого хода рабочего органа в вертикальном направлении. Это ухудшает качество обработки почвы (крошение пласта на мелкие почвенные агрегаты. Чизельные рабочие органы с указанными выше виткообразными упругими стойками дают низкую стабильность выполнения ими технологического процесса обработки почвы (отклонение средней глубины от заданной - более 25 мм).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ сплошной обработки почвы, осуществляемый с помощью почвообрабатывающего орудия с рабочим органом, содержащим стойку с лапой, шарнирно закрепленной на раме с помощью переднего и заднего кронштейнов, соединенных цилиндрической пружиной, снабженной качающейся П-образной опорой, направляющим телескопическим звеном, винтовым регулировочным механизмом и упором /RU 2153788, МПК А01В 35/24, 10.08.2000/. За счет многовитковой пружины и сложных шарнирных механизмов ход рабочего органа в вертикальном направлении увеличивается, но при этом увеличивается амплитуда колебаний и уменьшается их частота автоколебаний. Это, в свою очередь, снижает стабильность выполнения технологии процесса обработки почвы. Снижение частоты автоколебаний рабочих органов ухудшает качество крошения почвенного пласта на мелкие агрегаты, т.е. резко ухудшается структура почвы и требуются дополнительные рабочие органы для доизмельчения указанных почвенных агрегатов. Установка одного упругого элемента (связанного со стойкой) с одной стороны рамной конструкции дополнительно ухудшает частоту автовибраций и, как результат, ухудшает качество обработки почвы (образуется бесструктурная почва). Отклонение средней глубины от заданной составляет 20 мм. Это свидетельствует о том, что подобные рабочие органы не могут использоваться для предпосевной обработки почвы, поскольку при этом основание семенного ложа формируется гребнистым с высотой гребня до 20 мм, а такая неравномерность обработки приводит к тому, что семена зерновых культур, попадающие на гребни и впадины основания семенного ложа, всходят крайне неравномерно, и это резко снижает урожай и ухудшает его качество, поскольку колебания по глубине основания семенного ложа достигают 20-25 мм и более, в то время как, к примеру, глубина семенного ложа под посев трав составляет всего 10-15 мм, а под посев крестоцветных - 20 мм. Кроме этого, данное устройство обладает низкой надежностью при соударении рабочего органа с твердыми препятствиями (камнями и т.д.).
Задачей изобретения является интенсификация процесса обработки и улучшение качества дробления пласта почвы на мелкие агрегаты.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе предпосевной обработки почвы, включающем безотвальное рыхление с крошением и выравниванием почвы рабочими органами в виде лап и/или дисков, обладающими возможностью циклического подъема и опускания при встрече с препятствием, обеспечиваемой, по меньшей мере, одним основным упругим элементом, установленным между и/или над рамой и рабочим органом по одну сторону от оси колебаний рабочего органа, согласно изобретению обеспечивают дополнительное перемещение рабочего органа по траектории, имеющей горизонтальную и вертикальную составляющую, посредством поворотного механизма с одновременной интенсификацией колебаний рабочего органа с использованием силы упругости дополнительного упругого элемента, расположенного по другую сторону от оси колебаний рабочего органа и взаимодействующего с поворотным механизмом, причем результирующая сила сопротивления основного упругого элемента противоположна результирующей силе сопротивления дополнительного упругого элемента.
Предложенный способ осуществляется устройством, которое иллюстрируется следующими чертежами: на фиг.1 изображены базовые элементы устройства для осуществления способа с использованием рыхлящих лап (вид сбоку); на фиг.2 изображены базовые элементы устройства для осуществления способа с использованием дисков (вид сверху); на фиг.3 изображен рабочий орган в виде диска в статическом положении; на фиг.4 - рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом в момент встречи с препятствием; на фиг.5 - рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом в наивысшей точке траектории перемещения рабочего органа механизмом в наивысшей точке траектории перемещения рабочего органа после встречи с препятствием.
Сущность способа предпосевной обработки почвы заключается в следующем.
Почвообрабатывающим агрегатом с установленным на нем устройством предпосевной обработки почвы производят безотвальное рыхление с крошением и выравниванием почвы рабочими органами в виде лап и/или дисков, обладающими возможностью циклического подъема и опускания при встрече с препятствием. Возможность подъема обеспечивают, по меньшей мере, одним основным упругим элементом, установленным между и/или над рамой и рабочим органом по одну сторону от оси колебаний рабочего органа. Процесс обработки почвы улучшают за счет интенсификации колебаний рабочего органа, обеспечиваемой использованием дополнительного упругого элемента. Интенсификация колебаний обусловлена использованием силы упругости дополнительного упругого элемента, причем результирующая сила сопротивления основного упругого элемента противоположна результирующей силе сопротивления дополнительного упругого элемента. Кроме этого, обеспечивают дополнительное перемещение рабочего органа по траектории, имеющей горизонтальную и вертикальную составляющую, посредством поворотного механизма, взаимодействующего с дополнительным упругим элементом, что повышает надежность почвообрабатывающего устройства и дополнительно интенсифицируют процесс обработки почвы на требуемую глубину.
Например, глубина предпосевной обработки почвы под посев мелкосеменных сельскохозяйственных культур в теплицах составляет: для рабочих органов в виде рыхлящих лап и дисков 0,01-0,1 м; глубина предпосевной обработки почвы под картофель составляет: для рыхлящих лап и дисков 0,12-0,25 м; глубина предпосевной обработки почвы под посадку саженцев разных видов и возраста деревьев составляет: для рыхлящих лап и дисков 0,25-1,4 м.
Элементы устройства для осуществления способа предпосевной обработки почвы представляют собой агрегат, на раме 1 (фиг.1) которого на стойках 2, имеющих в своем составе или отдельно от стоек 2 основной упругий элемент 3, устанавливаемый между и/или над рамой 1 и рабочим органом 4 в виде дисков (фиг.3) или лап (фиг.4, 5). Стойка 2 может обладать или не обладать упругими свойствами и выполняться поворотной (в случае выполнения стойки 1 разъемной) или неповоротной. Основной упругий элемент 3 устанавливается по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. Основной упругий элемент 3 может устанавливаться над рамой 1 или под ней или часть основного упругого элемента 3 устанавливается над рамой 1, а часть - под рамой 1. С противоположной стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4 (по другую сторону от оси колебаний 5) устанавливается дополнительный упругий элемент 6, связанный с поворотным механизмом 7. Верхняя часть поворотного механизма 7 (фиг.3, 4, 5) выполнена в виде цилиндрического пальца 8, который охвачен, например, дугообразными окончаниями (не показаны) двух дополнительных упругих пластин - верхней 9 и нижней 10 дополнительного упругого элемента 6. Для усиления упругих свойств дополнительного элемента 6 под нижней упругой пластиной 10 или над верхней пластиной 9 может устанавливаться дополнительная упругая пластина 11. Нижняя часть поворотного механизма 7 также может быть выполнена в виде цилиндрического пальца 12, который вращается во втулке 13 или обхватах, аналогичных обхватам под палец 8 (не показаны). Втулка 13 или обхваты жестко соединены с опорной пластиной 14, в нижней части которой устанавливается (с возможностью съема или без нее) нижнее окончание стойки 2, к которому крепится рабочий орган 4 со ступицей 15, выполненный, например, в виде диска.
Ступица 15 закрепляется к нижнему окончанию стойки 2 с помощью резьбовых соединений 16. Стойка 2, при установке на нее дисков, может выполняться поворотной.
Правая часть опорной пластины 14 (фиг.3) и основной упругий элемент 4 жестко закрепляются между собой, например, с помощью, по меньшей мере, одной распорной втулки 17, пластины 18 и резьбовых соединений 19. Пластины основного упругого элемента 3 могут выполняться аналогично дополнительному упругому элементу 6. При этом основной 3 и дополнительный 6 упругие элементы могут выполняться таким образом, что левая часть пластин 9, 10 и 11 (относительно оси колебаний рабочего органа) заявляемого устройства являются дополнительным упругим элементом 6, а правая часть указанных пластин является основным упругим элементом 3. При этом центральная часть пластин 9, 10 и 11, например, с помощью резьбовых соединений 20 закрепляется к нижней части 21 верхнего окончания стойки 2.
Левые окончания дополнительного упругого элемента 6 и опорной платины 14 соединены между собой тягами 22. Для осуществления поворота рабочего органа относительно рамы 1 в последней выполняется втулка (не показана), а на верхнем окончании стойки 2 закрепляется кронштейн 23. К нижней части опорной пластины 14 может крепиться, с помощью резьбовых соединений или иным образом, стойка 2 для рыхлящего рабочего органа 4 в виде лап (фиг.4, 5).
В состав агрегата для предпосевной обработки почвы могут входить пассивно-приводные рабочие органы, например спиральные противоэрозионные катки 24 (фиг.1, 2)
Способ предпосевной обработки почвы осуществляют следующим образом.
max
2
2
1
2
обр.
1
2
При встрече с препятствием рабочий орган 4 поднимается на высоту h. Подъем рабочего органа 4 обеспечивают, по меньшей мере, одним основным упругим элементом 3, установленным, к примеру, между рамой 1 и рабочим органом 4 по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. При этом обеспечивают дополнительное перемещение рабочего органа 4 по траектории, имеющей горизонтальную и вертикальную составляющую, посредством поворотного механизма 7 с одновременной интенсификацией подъема рабочего органа 4. При этом преодолевается сила упругости основного упругого элемента 3 и дополнительного упругого элемента 6, расположенного с противоположной стороны от основного упругого элемента 3 относительно оси колебаний 5 рабочего органа 4 и взаимодействующего с поворотным механизмом 7. При этом в результате расположения основного 3 и дополнительного 6 упругих элементов по разные стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4, результирующая сила F сопротивления основного упругого элемента 3 противоположна результирующей силе F (фиг.3-5) упругого сопротивления дополнительного упругого элемента 6. В результате действия моментов разнонаправленных сил F и F относительно оси колебаний 5 рабочий орган 4 возвращается в первоначальное положение и продолжает рыхление почвы на глубине b. При этом в результате различной плотности почвенных агрегатов наблюдаются микроколебания рабочего органа от воздействия на рабочий орган, с одной стороны, переменных нагрузок, а с другой - действия моментов от упругих сил F и F. Возникающие автоколебания интенсифицируются за счет взаимодействия дополнительного упругого элемента 6 с элементами поворотного механизма 7. При этом значительно увеличивается частота колебаний. В режиме автоколебаний высокой частоты (автовибраций) рабочий орган 4 работает до встречи с очередным препятствием, затем процесс повторяется.
Процесс предпосевной обработки почвы или лущения стерни (ложный посев) завершают прикатыванием почвы спиральными противоэрозионными прикатывающими катками 24.
Таким образом, установка между и/или над рамой и рабочим органом дополнительного упругого элемента 6 и поворотного механизма обеспечивает интенсификацию колебаний рабочего органа (значительно увеличивает частоту колебаний), что улучшает качество дробления пласта почвы.