Многофункциональный почвообрабатывающий агрегат
MULTI-FUNCTIONAL TILLAGE UNIT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к многофункциональным агрегатам для обработки почвы.
Известен многофункциональный почвообрабатывающий агрегат фирмы Bomet (Польша), способный выполнять три операции: основную безотвальную обработку почвы с выравниванием и прикатыванием верхнего слоя почвы, культивацию почвы с боронованием верхнего слоя почвы, обработку почвы с нарезанием и формированием гребней. В первом варианте агрегат снабжен плоскорежущими лапами, сферическими дисками и катком; во втором - культиваторными лапами, опорными колесами, а на выносных балках установлена борона с пружинными зубьями; в третьем - рыхлительными пружинными лапами, гребнеобразующими корпусами, а на выносных балках - оснасткой для профилирования гребня (Talarczyk W., Zbytek Z. Uniwersalna konstrukcja kultywatora podorywkowego i obsypnika do  // Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych, 2009 z. 543: 355-364 р.).
Недостатками данного устройства являются небольшая глубина обработки почвы плоскорежущими лапами и невозможность выполнения сплошной обработки почвы дисковыми рабочими органами, что ограничивает область применения орудия и снижает качество обработки почвы.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявленному устройству является почвообрабатывающий агрегат, содержащий раму, опорные колеса, плоскорежущие лапы, установленные в виде обратного клина, и дисковые батареи, которые жестко зафиксированы относительно рамы и имеют механизмы регулировки глубины обработки почвы, причем дисковые батареи установлены параллельно рядам плоскорежущих лап на расстоянии 0,5…0,8 м (Пат. 2604296 РФ, МПК A01B 49/02. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат / С.Л. Дёмшин, Д.А. Черемисинов, Е.А. Владимиров. - №2015111946/13; заявл. 01.04.2015; опубл. 10.12.2016; Бюл. №34).
Недостатком данного агрегата является отсутствие возможности адаптировать дисковые батареи к изменяющимся условиям работы из-за отсутствия регулировки их угла атаки и, как следствие, низкое качество обработки почвы.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи - улучшить качество обработки почвы многофункциональным почвообрабатывающим агрегатом и расширить его функциональные возможности.
Поставленная задача решается за счет того, что у многофункционального почвообрабатывающего агрегата, содержащего раму с последовательно установленными на ней опорными колесами, сменными рабочими органами: плоскорежущими лапами или стрельчатыми культиваторными лапами, и дисковыми батареями, жестко зафиксированными относительно бруса рамы, согласно предлагаемому изобретению кронштейны крепления дисковых батарей к брусу рамы имеют шарнирное соединение, допускающее за счет поворота в горизонтальной плоскости их перестановку на разные стороны бруса относительно его оси и между разным количеством дисков на оси батареи, при этом брус рамы, на котором установлены дисковые батареи посредством кронштейнов крепления, расположен под углом атаки, обеспечивающем для двух вариантов расположения кронштейнов крепления дисковых батарей на разных сторонах бруса относительно его оси установку дисковых батарей с максимальным и минимальным углом атаки.
Технологическая схема почвообрабатывающего агрегата, при которой дисковая батарея воздействует на пласт почвы, сходящий с плоскорежущих или культиваторных лап, обеспечивает высокое качество обработки почвы. При жесткой фиксации рабочих органов агрегата относительно рамы заданная глубина обработки почвы обеспечивается опорными колесами и частично дисковыми батареями, что значительно повышает качество обработки почвы вследствие более высокой стабильности хода по глубине обработки плоскорежущих или культиваторных лап.
Для адаптации дисковых батарей агрегата к условиям эксплуатации вследствие изменения физико-механических свойств почвы, рельефа местности или агротехнических требований на возделывание сельскохозяйственных культур предусмотрено ступенчатое изменение угла их атаки, осуществляемое посредством перестановки их кронштейнов крепления на разные стороны бруса относительно его оси и между разным количеством дисков на оси батареи. Данную регулировку обеспечивает конструкция кронштейнов крепления дисковых батарей к брусу рамы, которая включает шарнирно соединенные устройство крепления к брусу относительно его оси и устройство неразъемного крепления на корпусе механизма регулировки глубины обработки и которая обеспечивает поворот в горизонтальной плоскости основной части кронштейна с механизмом регулировки глубины обработки и подшипниковым узлом батареи относительно оси бруса рамы. Возможность регулирования угла атаки дисковых батарей позволяет быстро адаптировать многофункциональный почвообрабатывающий агрегат к смене рабочих условий, что существенно повышает качество обработки почвы.
Брус рамы для крепления дисковых батарей расположен под углом, который соответствует среднему положению установки дисковых батарей между максимальным и минимальным углами атаки. Это позволяет достичь требуемого для дискования почвы диапазона регулирования угла атаки в пределах 0…20 градусов без изменения угла установки бруса крепления дисковых батарей только за счет перестановки кронштейнов крепления дисковых батарей на разные стороны бруса относительно его оси и между разным количеством дисков на оси батареи, что существенно упрощает конструкцию агрегата.
С целью расширения функциональных возможностей почвообрабатывающего агрегата предусмотрено его оснащение сменными рабочими органами - плоскорежущими или культиваторными лапами, что позволяет выполнять весь комплекс обработки почвы одним агрегатом.
Для выполнения основной безотвальной обработки почвы на глубину 16…25 см с обработкой верхнего слоя почвы глубиной до 8 см на раму агрегата устанавливаются плоскорежущие лапы и дисковые батареи. В этом случае с уменьшением глубины обработки почвы плоскорежущими лапами рекомендуется снижать глубину обработки почвы дисковыми батареями, что возможно при их установке на меньшие углы атаки.
Для осуществления предпосевной обработки почвы на 5…12 см вместо плоскорежущих лап на раму агрегата устанавливаются съемные брусья с культиваторными лапами, а дисковые батареи удлиняются за счет сменных осей большей длины и дополнительных дисков. При этом их угол атаки целесообразно уменьшить до 0…5 градусов, так как дополнительная обработка почвы дисками, сопоставимая по глубине и качеству с проходом культиваторных лап, приведет к переизмельчению частиц почвы до эрозионноопасного состояния. При обработке почвы на малых или даже минимально отрицательных углах атаки дисковые батареи обеспечивают дополнительное выравнивание и прикатывание почвы, взрыхленной почвообрабатывающими лапами, тем самым значительно повышая качество обработки почвы.
Таким образом, совокупность вышеуказанных существенных признаков обеспечивает улучшение качества обработки почвы многофункциональным почвообрабатывающим агрегатом за счет быстрой адаптации к изменению условий эксплуатации посредством предложенного способа регулирования угла атаки дисковых батарей, который также позволяет их использовать как для дискования, так и для выравнивания и прикатывания почвы.
На фиг. 1 изображена схема размещения рабочих органов многофункционального почвообрабатывающего агрегата с установленными:
а - плоскорежущие лапы и дисковые батареи при максимальном угле атаки;
б - плоскорежущие лапы и дисковые батареи при среднем угле атаки;
в - плоскорежущие лапы и дисковые батареи при минимальном угле атаки;
г - культиваторные лапы и дисковые батареи при минимальном угле атаки;
на фиг. 2 - схема многофункционального почвообрабатывающего агрегата (вид сбоку), оборудованного плоскорежущими (а) и культиваторными лапами (б).
Многофункциональный почвообрабатывающий агрегат (фиг. 1, 2) состоит из рамы 1, опорных колес 2 с механизмом регулирования глубины обработки почвы 3, сменных рабочих органов - плоскорежущих лап 4 или стрельчатых культиваторных лап 5, устанавливаемых на съемных брусьях 6, и дисковых батарей 7, которые жестко зафиксированы относительно рамы посредством кронштейнов крепления 8. Дисковые батареи 7 имеют механизмы регулировки глубины обработки почвы 9 и ступенчатую регулировку угла атаки за счет того, что их кронштейны крепления 8 имеют шарнирное соединение, допускающее за счет поворота в горизонтальной плоскости перестановку кронштейнов на разные стороны бруса относительно его оси и между разным количеством дисков на оси батареи.
Многофункциональный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом. В зависимости от вида установленных на раму 1 сменных рабочих органов производится соответствующий вид обработки почвы. При установке на раму 1 плоскорежущих лап 4 производится основная безотвальная обработка почвы с дополнительным рыхлением верхнего слоя почвы дисковыми батареями 7. При установке на раму 1 культиваторных лап 4 на съемных брусьях 6 выполняется предпосевная обработка почвы с дополнительным выравниванием и прикатыванием почвы дисковыми батареями 7, которые удлиняются за счет сменных осей большей длины и дополнительных дисков, а их угол атаки уменьшен до минимального значения.
При движении агрегата плоскорежущие 4 или стрельчатые культиваторные лапы 5 разрыхляют слой почвы, подрезая и приподнимая его, что обеспечивает необходимое крошение и подрезание корней сорняков. Дисковые батареи 7 при установке при больших углах атаки (10…20 градусов) производят поверхностное рыхление (до 6…8 см) верхнего слоя почвы, что позволяет уменьшить количество сорных растений и способствует лучшему разложению растительных остатков. С уменьшением угла атаки дисковых рабочих органов глубина и интенсивность обработки почвы снижается. Установка дисковых батарей 7 на малые углы атаки обуславливает их минимальное заглубление и, соответственно, выравнивание и прикатывание почвы, взрыхленной почвообрабатывающими лапами 4 и 5, что особенно актуально при предпосевной обработке почвы. При этом необходимо учитывать, что на характер обработки почвы дисковыми батареями существенное влияние оказывает тип режущей кромки установленных дисков.
Заданную глубину обработки почвы и стабильность хода по глубине плоскорежущих 4 или культиваторных 5 лап поддерживают опорные колеса 2 и частично дисковые батареи 7 за счет их жесткого крепления на раме 1 при помощи соответствующих механизмов регулировки глубины обработки 3 и 9.
Использование многофункционального почвообрабатывающего агрегата по сравнению с прототипом позволит существенно улучшить качество обработки почвы и расширить его функциональные возможности.