ЛЕСОПОСАДОЧНАЯ МАШИНА ДАВИДЕНКО Российский патент 1994 года по МПК A01C11/02 

Изобретение относится к области лесовосстановления, в частности к машинам для посадки крупных саженцев с образованием гряды на свежих нераскорчеванных вырубках, где наблюдается временное переувлажнение почв. В таких условиях без образования микроповышений (гряд, пластов) высаженные саженцы небольших размеров одно-трехлетнего возраста подвержены выжиманию морозом, что ведет к обрыву корней, задерживая их рост, в результате чего культуры зарастают травами и без интенсивной ручной прополки гибнут. Предварительное же образование микроповышений неизбежно приводит к нарушению несущей способности грунта и при последующем проходе агрегата при высадке культур трактор "тонет" на этих переувлажненных почвах. В этих условиях на вырубках, где требуется глубокий разрез почвы для размещения корней сравнительно крупных саженцев четырех-шестилетного возраста, имеет существенное значение способность машины сходу, без остановки агрегата, свободно преодолевать препятствия без заклинивания сошника в древесине пней или бревен, так как в противном случае возникает пробуксовка гусениц трактора, которые при этом неизбежно прорвут поверхностный, пронизанный корнями слой почвы и трактор зависнет на днище, потеряв способность к движению и выполнению технологического процесса.

Для высадки крупномерных саженцев известна машина (1), способная производить глубокий разрез почвы, где глубина хода сошника регулируется колесами, а заделка борозды почвой производится самопроизвольно с устройством пескозадерживающей конструкции, выполненной в виде пластин, установленных сзади сошника и наклонно к его боковым стенкам. Недостатком этой конструкции является невозможность применения ее на вырубках из-за отсутствия устройства для преодолевания пней, а также невозможность качественной заделки борозды почвой, так как пластины, установленные в задней части сошника наклонно к его боковым стенкам, будут выполнять прямо противоположную функцию на влажных, вязких, частично задерненных почвах, характерных для свежих вырубок.

Известны устройства, предохраняющие сошники посадочных машин от деформаций и поломок. Пластинчатый нож такого устройства закреплен на корпусе посредством шарнира и подпружинен относительно него. Недостатком конструкции является то, что при отклонении ножа к сошнику, которое неизбежно происходит при преодолении пня, функция ножа меняется, так как он уже приобретает свойства режущей плоскости сошника с тупым углом вхождения в почву. В связи с тем, что при глубоком разрезе почвы, который необходим для размещения корней крупных саженцев, длина пути скольжения сошника по пням также увеличится, причем неизбежно произойдет и более глубокое вклинивание сошника, что вызовет защемление его в древесину преодолеваемого препятствия с пробуксовкой гусениц трактора.

В принципе по схеме преодоления пней это устройство можно сравнить как аналогичное с устройством [1], где сошник в передней его части выполнен в виде заостренного с двух боков неподвижного ножа, установленного под некоторым тупым углом вхождения в почву. Данная конструкция предусматривает преодоление пней путем сдвига сошника и машины в сторону при помощи направляющих пластин и корпусов плужного типа. Недостатком такого устройства является вероятность заклинивания машины между двумя рядом стоящими пнями с возникновением большого реактивного момента, действующего на излом сошника в поперечной плоскости. При этом установленные снизу сошника стабилизационные открылки устроены таким образом, что лобовое преодоление пней сошником полностью исключается ввиду того, что способ вхождения их в почву выполнен в виде прямоугольной плоскости и не имеет заострения. Стабилизационные открылки, установленные под некоторым углом на боковинах сошника, при подъеме срезанной почвы преждевременно сбрасывает ее в направлении дна еще до окончательного формирования полного профиля борозды сошником, так как тыльный их срез не совмещен со срезом боковин, что не может содействовать соединению двух потоков разрезанной почвы после прохода сошника. В этом случае при глубоком разрезе почвы сошником сдавливание ее с поверхности катками, даже при наличии загортачей, не даст положительного эффекта ввиду образования в средней и нижней частях борозды пустоты, в которой повисают корни саженцев.

Целью изобретения является обеспечение технологии создания лесных культур на свежих нераскорчеванных вырубках, почвы которых подвержены временному переувлажнению.

Цель достигается тем, что конструкция машины имеет устройства для преодоления пней и глубокого разреза почвы с возможностью высадки крупномерных саженцев с хорошо развитой корневой системой, способной прочно заякориваться в почве между двух плотно сходящихся ее пластов с одновременным образованием гряды, что обеспечивает саженцам противостояние против выжимания их из почвы морозом.

Для осуществления указанной цели сошник машины оборудован снизу лемехами, рабочая плоскость которых выполнена в виде заостренных пластин, установленных под тупым углом к боковинам сошника и имеющих острый угол вхождения в почву, что позволяет производить резание более плотных грунтов в глубине почвы с образованием мощного реактивного заглубляющего момента, который в сочетании с приращением веса массы машины создает давление, необходимое для заделки образованной сошником борозды. При этом эффективность заделки борозды достигается путем направленного изменения перемещению разрезанной лемехами сошника потоков почвы, для чего задние срезы боковин наклонены по вертикали, а срезы лемехов отклонены по горизонтали, причем в точке пересечения они образуют прямой угол.

Для принудительного поворота пластов почвы, образованных по бокам сошника, днище рамы машины наклонено на некоторый угол γ с установкой контрлемехом. При этом контрлемеха по днищу отодвинуты на некоторое расстояние от боковин сошника, что позволяет направить часть потока почвы как по плоскости днища вниз, так и в направлении центра следа машины, для чего наклонные плоскости контрлемехов выполнены в форме лемехов сошника и образуют с днищем некоторый тупой угол β .

Отличительной особенностью контрлемехов является то, что ножевые режущие плоскости их параллельны между собой и установлены вертикально по боковому срезу днища машины, а для направленного сдвига разрезанной этими ножами почвы к ним наклоном присоединена пластина, выполненная в виде заостренного треугольника, аналогичная по форме лемеха сошника. Контрлемеха и днище рамы машины в конечном итоге формируют контур гряды.

Для разрыхления поверхностного дернинного слоя, насыщенного древесными корнями, а также для более плавного преодоления пней перед сошником машины шарнирно установлен нож, который для эффективной работы имеет серповидную форму и выполнен в виде Г-образного двуплечего рычага, верхнее плечо которого пружиной зафиксировано в горизонтальном положении. К концу этого плеча, кроме пружины, шарнирно при помощи двух тяг присоединен еще и нож-ползун, который имеет возможность совершать синхронные колебания с поворотом серповидного ножа в пределах угла α при воздействии на него сил сопротивлений, возникающих при резании дернины, корней, а также при преодолении пней. При этом нож-ползун может передвигаться по неподвижной плоскости ножа сошника в виде возвратно-поступательного движения, для чего в плоскости ножа сошника проделан продольный паз, по которому перекатываются ролики, закрепленные на осях внутри ножа-ползуна, образуя подвижную каретку с заостренной спереди плоскостью. Каретка выполнена в виде полого клина, внутренняя форма которого соответствует форме ножа сошника.

Отличительной особенностью данного устройства является наличие шарнирной связи серповидного Г-образного ножа с ножом-ползуном, при которой достигается положительный эффект передачи сопротивления пня путем натяжения пружины, создающей потенциальный заряд для движения ножа-ползуна в обратном направлении, а так как ножевая плоскость сошника имеет тупой угол вхождения в почву, корпус машины, поднимаясь на каретке ножа-ползуна, одновременно автоматически поднимает и лезвие серповидного ножа над пнем, который затем свободно поворачивается в исходное положение. В связи с тем, что ширина ножа-ползуна несколько больше ширины ножа сошника, в древесине преодолеваемого пня образуется широкая вмятина, по которой более узкий клин ножа сошника имеет возможность без заклинивания его преодолеть.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует критерию "Новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области лесовосстановления на вырубках с влажными почвами позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с приведенными существенными отличительными признаками в заявленной лесопосадочной машине, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "Существенные отличия".

На фиг.1 показана предлагаемая машина; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 - то же, вид спереди; на фиг.4 - вид образуемой гряды.

Лесопосадочная машина имеет раму 1, выполненную в виде кабины для размещения рабочего-сажальщика и саженцев, днище 2, которое наклонено по отношению к горизонту на угол γ . В передней части днища смонтирован коробчатый прилив 3, передняя часть которого прикрыта буферной пластиной с продольным пазом по центру осевой линии. Снизу прилива установлен сошник 4, режущая лобовая плоскость которого установлена под тупым углом вхождения в почву, имеющая вид заостренного ножа 5 с прямоугольными параллельными друг другу боковыми плоскостями, в верхней части которых проделан продольный паз 6. К тыльной стороне ножа присоединены в расходящихся направлениях боковины сошника, образуя расширенную полость для сдвига разрезаемой почвы в стороны. Снизу сошника наклонно к боковинам под некоторым тупым углом ϕ установлены лемеха 7, имеющие заострение в направлении пятки ножа, а задние срезы лемехов и боковин сошника отклонены в горизонтальной и вертикальной плоскостях, сходящихся в одной точке, где образуют между собой прямой угол.

В задней части центра днища рамы по ширине сошника сделан продольный проем, с боков которого смонтированы контрлемеха 8, имеющие ножевые режуще плоскости 9, установленные вертикально к плоскости днища по его краям и параллельно между собой. К ножевым плоскостям контрлемехов со стороны сошника установлены пластины 10, выполненные по форме контура лемехов сошника, образующие с плоскостью днища некоторый тупой угол β .

Для обеспечения первичного разреза почвы и преодоления препятствий впереди рамы машины в пазу прилива на оси 11 установлен шарнирно и подпружиненно серповидный нож 12, выполненный в виде двуплечего Г-образного рычага с возможностью колебания в секторе угла α, при котором создается дополнительный реактивный заряд для срабатывания системы, для чего к плечу ножа смонтирована скоба 13, к которой шарнирно через ось присоединяется тяга 14 натяжной пружины 15 и тяга-толкатель 16 ножа-ползуна 17. Ползун выполняет функции подвижного ножа, движущегося по контуру ножа сошника, для чего он имеет паз, в котором размещены два ролика 18, установленных между щеками ножа-ползуна на оси 19. Натяжение пружины можно регулировать винтовым механизмом 20, которое необходимо соизмерять с сопротивлением при преодолении препятствий 21, возникающих на лезвии серповидного ножа.

Рама машины по своему центру имеет сидение 22 для размещения рабочего-сажальщика, ступеньку 23, которая установлена между центральным и тыльным ребрами жесткости внутри сошника, что обеспечивает удобство в работе и эксплуатационную надежность конструкции.

С правой и левой сторон сидения имеются наклонные бункера 24 для размещения запаса саженцев, пополнение которых может выполняться через дверки 25.

Присоединение машины к трактору осуществляется тягами его навесной системы по T и T₁.

Лесопосадочная машина работает следующим образом.

Машина агрегатируется с тракторами, имеющими навесную систему двухточечного типа. Перед началом работ в оба бункера 24 машины загружаются саженцы четырех-шестилетнего возраста. При движении агрегата сажальщик вставляет корневую систему в лоток сзади сошника по направлению стрелки С, затем она подхватывается двумя сходящимися потоками почвы, в результате чего происходит высадка саженцев по центру гряды. При этом конструкция кабины позволяет рабочему производить посадочные работы без физического перенапряжения, так как сидение 22 находится вблизи уровня почвы, благодаря чему отпадает надобность в посадочных аппаратах, которые для высадки таких саженцев, имеющих разветвленную крону, работают неэффективно.

При движении машины по вырубке серповидный нож 12 от переменных нагрузок колеблется в секторе угла α , разрезает дернинный слой, а при встрече с пнями отклоняется в сторону сошника, преодолевая сопротивление пружины 15, что смягчает ударные нагрузки. При этом одновременно подтягивается в верхнее крайнее положение нож-ползун 17. В этот момент усилие сопротивления пня передается ножу-ползуну, который по наклонному лезвию ножа сошника, опираясь на ролики 18, под действием тягового усилия трактора и действия пружины 15 через тяги-толкатели 16 скользит в обратном направлении по сошнику вниз. Так как сошник 4 имеет тупой угол вхождения в почву, корпус машины при этом легко подается вверх на некоторую величину, и по продавленной в древесине пня более широкой канавке нижняя часть ножа сошника свободно преодолевает препятствие. При этом как только нож-ползун начинает движение вниз по пню, автоматически выходит из соприкосновения с пнем серповидный нож 12, занимая исходное положение.

При глубоком разрезе сошником почвы лемеха 7 сошника 4 подрезают пласты снизу, поднимают их под контрлемеха 8, которые изменяют направление потоков почвы к центровой линии, обеспечивая плотность заделки корневой системы саженцев по всей глубине произведенного сравнительно широкого по величине разреза почвы, формируя профиль гряды.

Применение крупномерных саженцев позволяет производить их высадку сравнительно на большом расстоянии друг от друга, в связи с чем машину может обслуживать один рабочий-сажальщик, который способен визуально быстро, без помех, оценить ситуацию схождения почвы, соизмерить размерность саженцев и произвести их высадку с высоким качеством, практически без надобности в последующей их оправке вслед за машиной. Кроме этого, использование крупномерных саженцев с высадкой их по грядам исключает также надобность в агротехническом уходе, что позволит достичь очень высокого технологического и экономического эффекта при использовании предлагаемой машины и надежно осуществить лесовосстановление в самых сложных условиях лесной и таежной зон произрастания лесов.

Использование: при лесовосстановлении, где после рубки леса почвы временно переувлажнены. Сущность изобретения: лесопосадочная машина содержит раму (кабину), внизу которой на наклонном днище смонтированы прилив и сошник, сзади которого установлены контрлемеха, формирующие грядку. В передней части рамы смонтировано устройство для расчистки трассы хода и преодоления пней, выполненное в виде серповидного Г-образного ножа, к которому при помощи тяг присоединен нож-ползун, который на роликах может передвигаться по плоскости ножа сошника, для чего в верхней его части проделан паз. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Лесопосадочная машина, содержащая раму-кабину, внизу на наклонном днище которой установлены сошник тупым углом вхождения в почву, заделывающие контрлемеха, устройство для преодоления пней, при этом сошник имеет режущую часть боковины, на каждой из которых в нижней части снаружи установлен лемех, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения технологий производства посадочных работ на вырубках с переувлажненными почвами, устройство для преодоления пней выполнено в виде подпружиненного относительно сошника серповидного ножа и охватывающего верхнюю режущую часть сошника ножа-ползуна, при этом нож-ползун установлен на режущей части сошника посредством выполненного в последней продольного паза и размещенных в нем роликов, а серповидный нож имеет вид двуплечего рычага, одно из плечей которого расположено перед ножом-ползуном, а другое соединено с ним посредством рычагов. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью равномерной заделки глубокоразрезанной почвы, расстояние между боковинами сошника в его верхней части больше, чем в нижней, при этом задняя кромка каждой боковины сошника и задняя кромка расположенного на ней лемеха установлены друг к другу под углом 90^o. 3.Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью образования гряды, каждый заделывающий контрлемех снабжен прикрепленной к его режущей кромке и обращенной в сторону сошника пластиной, при этом режущие кромки заделывающих лемехов параллельны между собой, а каждая пластина расположена к днищу рамы-кабины под тупым углом причем форма заделывающих контрлемехов идентична форме лемехов сошника.