УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Н.И.БЕЗДОЛЬНОГО Российский патент 1995 года по МПК A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может найти применение в сельскохозяйственных агрегатах, предназначенных для обработки почвы одновременно с боронованием, в частности при вспашке и бороновании, культивации всходов растений с боронованием почвы и т.п. проводимыми с использованием энергонасыщенных транспортных средств.

Известно устройство для обработки почвы, содержащее навешенную на самоходное транспортное средство хребтовую балку для присоединения почвообрабатывающих рабочих органов и бороны.

Недостатком известного устройства является то, что при пахоте и бороновании агрегатируемые с транспортным средством орудия создают значительный крутящий момент, вызывающий неустойчивость движения транспортного средства и боковые нагрузки на навесную систему трактора. Это утомляет водителя, снижает производительность труда и вызывает интенсивный износ узлов трактора. Другим недостатком устройства является его малая маневренность из-за большой длины, последовательно присоединенных к трактору орудий: многокорпусного плуга нескольких борон и при необходимости планировщика. Следующим недостатком устройства является сложность очистки борон от сорной растительности, что увеличивает время на технический уход и снижает производительность работ. Большим недостатком является также большая металлоемкость и сложность узлов для агрегатирования бороны. Серьезным недостатком является также невысокое качество боронования и выравнивания почвы, так как в известном устройстве используют рабочие органы пассивного типа. Кроме того, в известном устройстве бороны не могут перестраиваться в зависимости от условий обработки, состояния и вида почвы, что существенно влияет на качество ее обработки.

Технической задачей изобретения является создание устройства для вспашки и боронования почвы способного быстро перенастраиваться для боронования любых почв и любого назначения почвообработки, обеспечивающего качественную и высокопроизводительную работу, легкого и надежного в обслуживании и управлении.

Техническим результатом изобретения является обеспечение навески бороны, выполненной в виде модулей цепной зубчатой бороны, со стороны плужных корпусов (со стороны вспаханной почвы).

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для обработки почвы, включающем навешенную на самоходное транспортное средство хребтовую балку для присоединения плужных корпусов и бороны, на хребтовой балке, перпендикулярно продольной оси, шарнирно, с возможностью поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях закреплен горизонтальный телескопический брус с опорным колесом на его подвижном звене и присоединенными к этому подвижному звену с одной стороны и к хребтовой балке с другой стороны модулей цепной зубовой бороны, установленных с возможностью вращения вокруг своих осей и перестановки их вдоль хребтовой балки. Со стороны хребтовой балки модули присоединены к хомутам, установленным подвижно в осевом и угловом направлениях на подпружиненной в осевом направлении стойке хребтовой балки. Модули выполнены смежными равно- и разновеликими по длине. Горизонтальный брус соединен с хребтовой балкой гидроцилиндром для подъема его в транспортное положение, при этом гидроцилиндр сблокирован с фиксатором, замыкающим брус от угловых перемещений при подъеме его в транспортное положение. На концах каждого модуля установлены дисковые ножи с разными углами заточки по обеим сторонам, при этом ножи установлены в направление движения бороны стороной с большим углом заточки. Опорное колесо выполнено самоустанавливающимся и с возможностью регулировки по высоте. В варианте выполнения один из модулей выполнен в виде невращающегося троса, а в других вариантах все модули выполнены в виде соединенных между собой звеньев якорной цепи, на каждом из которых перпендикулярно большей оси закреплены направленные в противоположные стороны односторонние, а между ними и перпендикулярно им двусторонние, отогнутые под углом относительно большой оси, рыхлящие зубья. В варианте выполнения рыхлящие зубья выполнены V-образными с отогнутыми под углом к большей оси звена стержнями, соединенными между собой вершинами, а внутренними сторонами стержней со звеньями цепи перпендикулярно их большей оси.

На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство, вид сверху с двумя модулями бороны и вариантами их закрепления на хребтовой балке; на фиг.3 то же, с одним модулем и тросом; на фиг.4 узел I на фиг.1, установка режущего доски; на фиг. 5 узел II на фиг.2, крепление рыхлящих зубьев на звене цепи бороны; на фиг.6 вариант крепления зубьев; на фиг.7 серьга, вид сверху; на фиг. 8 разрез А-А на фиг.1, установка поперечного бруса; на фиг.9 то же, вид сверху на брус (со снятым гидроцилиндром); на фиг.10 разрез Б-Б на фиг.1, крепление стоек для присоединения модулей бороны; на фиг.11 вид по стрелке В на фиг.8; на фиг.12 разрез Г-Г на фиг.9; на фиг.13 вид по стрелке Д на фиг. 10; на фиг.14 разрез Е-Е на фиг.10; на фиг.15 варианты устройства с разновеликими модулями бороны.

Устройство для обработки почвы состоит из навешенной на самоходное транспортное средство плуга 1, на хребтовой балке 2 которого закреплены плужные корпуса 3 и агрегатируемая с плугом цепная зубовая борона 4. В средине хребтовой балки закреплена плита 5 с осью 6. На оси шарнирно с возможностью поворотов на угол α (угол "рыскания") закреплено гайкой 7 звено 8, соединенное горизонтальным шарниром 9 с поперечным горизонтальным брусом 10. Плита и звено имеют расположенные на общем радиусе поворота вокруг оси 6 отверстия 11 (на плите их несколько). Против отверстия 11 в скобе 12 смонтирован подпружиненный палец 13, соединенный двуплечим рычагом 14, установленным на стойке 15 звена 8 с гидроцилиндром 16, соединенным гиравлически с гидроцилиндром 17, соединяющим звено 8 с брусом 10 и служащим для подъема бруса в транспортное положение. Брус 10 выполнен телескопическим с возможностью фиксации его вылета. На свободном конце подвижного его звена 18 во втулке 19 установлена стойка 20 с опорным колесом 21. Стойка и втулка имеют совпадающие отверстия для регулирования высоты колеса относительно почвы. Колесо закреплено с возможностью самоустановки при его движении.

На хребтовой балке по обе стороны от горизонтального бруса хомутами 22 закреплены два кронштейна 23 с вертикальными втулками 24. В каждой втулке установлена стойка 25 с возвратной пружиной 26 и поворотным хомутом 27. На стойке и втулке образованы совпадающие отверстия для регулирования положения стойки по высоте. К каждому хомуту и подвижному звену горизонтального бруса присоединена серьга 28 с металлографитовыми подшипниками 29, в которых установлена ось 30, зафиксированная с одной стороны подшипников гайкой 31 с контргайкой, а с другой стороны подшипников на оси жестко закреплен дисковый нож 32 с двусторонней заточкой граней 33 и 34. Грань 34 выполнена с большим углом заточки. На конце оси жестко закреплено полузвено 35, соединенное с крайним звеном 36 модуля бороны. На звеньях модуля в их плоскостях перпендикулярно большей оси с обеих сторон прикреплены (приварены) односторонние рыхлящие зубья 37, направленные концами в противоположные стороны, отогнутые под углом к большой продольной оси. Между этими рыхлящими зубьями установлен и жестко прикреплен к ним двусторонний рыхлящий зуб 38, свободный конец которого отогнут под тем же углом и в ту же сторону, что и односторонние зубья.

В варианте исполнения (фиг.5) рыхлящие зубья 39 выполнены V-образными и соединены вершинами между собой, а стержнями со звеном цепи. Свободные концы зубьев отогнуты под углом к большей оси звена.

Устройство работает следующим образом.

При пахоте почвы с одновременным боронованием плуг 1 навесной системой трактора опускают вниз до заглубления лемехов 3 в почву на заданную глубину, при этом дисковые ножи 32 и модули бороны также опускаются на почву. После этого гидроцилиндром 17 переводят в рабочее положение горизонтальный брус 10 до контакта с почвой опорного колеса 21, предварительно устанавливая его высоту посредством регулировочных отверстий на стойке 20 и втулке 19, а также длину подвижного звена 18 и места прикрепления кронштейнов 23 на хребтовой балке 2 в зависимости от состояния почвы и назначения пахоты.

При движении агрегата по полю модули от контакта рыхлящих зубьев о почву вращаются, зубья многократно прокалывают и разрушают глыбы, при этом второй модуль завершает дробление глыб и выравнивает почву.

Установка горизонтального бруса 10 на хребтовой балке 2 с возможностью угловых перемещений в пределах угла α обеспечивает бороне высокую активность при крошении глыбистой почвы и возможность выбрать оптимальные режимы боронования почвы. Величина амплитуды колебания (угол "рыскания" бруса) зависит от степени натяжения модулей бороны 4. Частота, пауза и скорость раскачивания бруса (как маятника) зависит от характера поверхности почвы и усеянности ее глыбами. Чем больше число глыб на единицу пройденного пути, тем больше частота колебаний бруса, чем крупнее глыбы, тем резче рывки бруса и связанных с ним модулей, тем активнее происходит боронование почвы. Чем меньше глыбы почвы, тем пассивнее реакция почвы на борону. Амплитуда колебания бруса зависит от провисания модулей, а при необходимости колебание бруса можно полностью устранить натяжкой модулей. Когда глыба почвы попадает под первый модуль, он меняет форму параболы до полусферы, а второй модуль, если не имеет нагрузки, выравнивается в прямую линию и при попадании глыбы под второй модуль он провисает, а первый натягивается как струна. Таким образом, при бороновании все время происходит знакопеременное воздействие почвы на оба модуля, которые в отличие от известных гибких борон перемещаются с постоянно рывками изменяющейся линейной скоростью, а вследствие этого и частотой вращения (прогнутый модуль вращается медленнее, а выровненный быстрее). При этом меняется активность воздействия рыхлящих зубьев на почву. Знакопеременные нагрузки автоматически изменяют форму кривизны модулей и автоматически меняют активность бороны в зависимости от изменяющихся условий боронования.

В зависимости от механического состава, глыбистости и влажности почвы назначается технологическая схема боронования и производится соединение модулей, вылет подвижного звена 18 и мест крепления модулей на хребтовой балке 2.

В а р и а н т 1. Почва глыбистая, глыбы твердые крупные и поле имеет выраженную поверхностную неровность, явно просматриваются борозды после вспашки между проходами корпусов плуга. В этом случае модули устанавливают так, чтобы рыхлящие зубья свободными концами были направлены на ходу движения агрегата.

В а р и а н т 2. Поле малоглыбистое или сильно влажная почва, или сильно засоренная. Модули устанавливают так, чтобы свободные концы зубьев были направлены в сторону, противоположную движению агрегата. В этом случае рыхлящие зубья "зализывают" почву, а сорняки легко сходят с зубьев, происходит самоочищение бороны.

В а р и а н т 3. Поле среднеглыбистое, глыбы сухие. Модули устанавливают так, чтобы первый имел направление концов зубьев в сторону движения агрегата, а второй против. В этом случае первый модуль активно разрушает глыбы и смещает почву по диагонали, а второй "зализывает" и перемещает почву в обратную сторону выравнивая поверхность.

В а р и а н т 4. Применяют тогда, когда нет необходимости двухкратной обработки почвы за один проход бороны. В этом случае вместо одного из модулей устанавливают невращающийся трос 40, брус устанавливают под углом к направлению движения агрегата, а модуль подсоединяют с направлением концов зубьев по направлению движения или против в зависимости от поставленной задачи боронования.

В а р и а н т 5. Если нет необходимости активного воздействия на почву, оба или один из модулей устанавливают оборудованным прямыми зубьями. Это снижает энергоемкость процесса боронования.

В а р и а н т 6. В зависимости от состояния и вида почвы и поставленной задачи боронования модули могут быть оборудованы звеньями с разной массой, например первый имеет тяжелые, а второй легкие звенья, при этом в первом случае применяют тяжелые и прочные прямые зубья, а во втором легкие V-образные. Прямые зубья используют при бороновании легких не засоренных почв, а изогнутые под углом к большей оси звена для орошения и размола глыб с перемещением остатков по диагонали полосы пахоты в прямом и обратном направлениях для планировки почвы.

Установка равновеликих по длине модулей при максимальном вылете подвижного звена горизонтального бруса обеспечивает среднюю активность обоих модулей, углы атаки которых минимальны. Те же модули при минимальном вылете подвижного звена бруса обеспечивают большую активность обоих модулей, углы атаки которых максимальные. При установке разновеликих по длине модулей при длине переднего модуля, меньшей чем длина заднего, активность переднего ниже, чем заднего, так как в переднем модуле угол атаки меньше, чем в заднем.

При длине переднего модуля большей чем заднего, активность переднего выше, чем заднего.

Замена одного из модулей (переднего или заднего) тросом 40 снижает энергоемкость процесса, а трос выполняет роль растяжки (вместо модуля) и планирует поверхность почвы.

Применение заявляемого устройства для обработки почвы обеспечивает боронование почвы в оптимальном режиме для любого вида и состояния автоматическую самонастройку активности модулей в зависимости от изменяющихся условий боронования. Все это повышает качество обработки почвы и снижает энергоемкость процесса.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для обработки почвы, например пахоты или боронования с использованием энергонасыщенных тракторов. Сущность изобретения: устройство состоит из навешенного на трактор многокорпусного плуга с хребтовой балкой для закрепления на ней плужных корпусов и гибкой бороны. На хребтовой балке также закреплен поворотный в вертикальной плоскости горизонтальный брус с гидроцилиндром подъема, стойкой с опорным самоустанавливающимся колесом и кронштейнами с подпружиненными стойками. К стойкам присоединены модули бороны с рыхлящими зубьями во взаимно перпендикулярных плоскостях и с дисковыми ножами. Концы режущих зубьев могут быть прямыми или отогнутыми под углом к большей оси звена. Модули выполнены сменными равно- и разновеликими и могут иметь различную форму. При движении устройства по полю модули вращаются в результате контакта с почвой, а горизонтальный брус колеблется в пределах угла α, чем достигается активность бороны. 8 з.п.ф-лы, 15 ил.

1. Устройство для обработки почвы, включающее навешенную на самоходное транспортное средство хребтовую балку для присоединения почвообрабатывающих органов и бороны, отличающееся тем, что на хребтовой балке, перпендикулярно ее продольной оси, шарнирно, с возможностью поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях закреплен горизонтальный телескопический брус с опорным колесом на его подвижном звене, а борона выполнена в виде цепных зубовых модулей и присоединена к подвижному звену телескопического бруса с одной стороны и хребтовой балке с другой с возможностью вращения вокруг своей оси и перестановки ее вдоль хребтовой балки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модули цепной зубовой бороны со стороны хребтовой балки присоединены к хомутам, установленным подвижно в осевом и угловом направлениях на подпружиненной в осевом направлении стойке хребтовой балки. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что модули цепной зубовой бороны выполнены равно- или разновеликими по длине. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что горизонтальный брус соединен с хребтовой балкой гидроцилиндром для подъема его в транспортное положение, сблокированным с фиксатором для замыкания бруса от угловых перемещений в транспортном положении бороны. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что на концах каждого модуля цепной зубовой бороны установлены дисковые ножи с двусторонней заточкой, имеющей разные углы заточки, при этом ножи установлены в направление движения агрегата стороной с большим углом заточки. 6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что опорное колесо выполнено самоустанавливающимся и закреплено на стойке, установленной на подвижном звене бруса с возможностью регулирования колеса по высоте. 7. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что один из модулей выполнен в виде невращающегося троса. 8. Устройство по пп.1 7, отличающееся тем, что каждый модуль бороны выполнен в виде соединенных между собой звеньев якорной цепи, на которых перпендикулярно к большей оси закреплены направленные в противоположные стороны односторонние, а между ними и перпендикулярно к ним двусторонние, отогнутые под углом к большей оси рыхлящие зубья. 9. Устройство по пп.1 8, отличающееся тем, что рыхлящие зубья выполнены V-образными с отогнутыми под углом к большей оси звена стержнями, соединены друг с другом вершинами, а внутренними сторонами стержни прикреплены к внутренним поверхностям звеньев цепи перпендикулярно к их большей оси.