КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ Российский патент 1999 года по МПК A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным почвообрабатывающим машинам.

Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, включающий батареи сферических дисков, лапы, выравниватель и каток [1]. Основные недостатки агрегата - громоздкость, большая металлоемкость, сползание прицепной части вниз по склону, повышенное тяговое сопротивление из-за транспортировки волокушей (y-образным выравнивателем) почвенной призмы волочения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа комбинированный почвообрабатывающий агрегат [2], включающий последовательно установленные дисковые батареи, плоскорежущие лапы, регулируемый по высоте выравниватель и каток. Недостатком конструктивной схемы агрегата с выравнивателем сзади лап является то, что при использовании в нем лап с пружинными стойками, имеющими ряд известных достоинств, навесная конструкция агрегата, обеспечивающего оптимальную загрузку трактора, неосуществима даже при отсутствии катка. Сохранение выравнивателя сзади лап влечет увеличение длины агрегата и смещение назад его центра масс. Поэтому при такой компоновке невозможно иметь ширину захвата навесного агрегата для подготовки почвы под посев, которая обеспечит оптимальную загрузку трактора.

Подпружиненная стойка лапы, размещенной по следу гребня, образованного передними концами батарей и расположенного на неразрыхленной полоске между ними, без эффективного выравнивателя перед ней забьется, и лапа выглубится из-за перегрузки стойки. Прицепные выравниватель и каток прототипа [2] сползают вниз по склону, а агрегат имеет низкую маневренность, громоздок и при работе требует большую поворотную полосу.

Достоинством прототипа является то, что его выравниватель почву из гребня перемещает поперек гона в обе стороны от его оси.

Аналог [1] непригоден для основной обработки неразрыхленной почвы. Диски, закрепленные на выравнивателе без угла атаки, почву почти не рыхлят и практически не влияют на тяговое сопротивление лап. Для их (дисков) заглубления требуется вертикальное усилие раза в 2 большее, чем для сферических дисков с углом атаки α = 20-25^o. Выравниватель в виде поперечной доски с рабочей поверхностью, обращенной вниз (под острым углом к горизонтальной плоскости), непригоден для перемещения почвы поперек гона и разравнивания продольных гребней. Он не срежет такой гребень, а поднимется над ним и выглубит батарею. При обработке рыхлой почвы с продольным гребнем, например, образованным дисковыми батареями, установленными с углом атаки, выравниватель в виде поперечной доски с дисками на ней сформирует почвенную призму волочения, забьет междисковые пространства и в конечно счете сгрузит почву и выглубится.

Таким образом, орудие, включающее поперечно установленный выравниватель с обращенной вниз рабочей поверхностью и дисками на нем, непригодно для обработки полей с продольными гребнями, в том числе сформированными дисковыми батареями, установленными с углом атаки.

Еще одна проблема состоит в том, что лапы, подпружиненные и с пружинными стойками, для обеспечения полного подрезания сорняков, должны иметь большее перекрытие, чем жестко закрепленные. При работе на засоренных полях имеется опасность забивания стоек растительными остатками и сгруживания почвы при двухрядном размещении лап небольшой ширины захвата. Поэтому их размещают в 3-4 ряда, что неприемлемо для нашего навесного агрегата оптимальной ширины захвата. Увеличенное перекрытие лап небольшой ширины захвата и их случайное размещение относительно дисков батарей вызывает повышенное тяговое сопротивление орудия.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в комбинированном почвообрабатывающем агрегате, включающем установленные под углом к его поперечной линии дисковые батареи, почвообрабатывающие лапы, каток и выравниватель, задние концы секций или крыльев которого направлены в сторону задних концов дисковых батарей и образуют с направлением обработки острый угол вершиной вперед, выравниватель размещен перед лапами по следу передних концов дисковых батарей, причем минимальное расстояние по ходу между рабочим элементом выравнивателя и диском батареи составляет 0,8-1,5 диаметра диска батареи. Кроме того, концы крыльев лап размещены по следу дисков, между крыльями выравнивателя установлен дисковый нож, а ширина захвата выравнивателя больше ширины захвата двух, но меньше ширины трех лап. При этом рабочая ширина захвата лапы В, расстояние a между дисками по оси батареи, радиус диска R и угол атаки батареи (угол между осью батареи и поперечной линией агрегата) α связаны зависимостью:
B = 2acosα±0,5Rsinα.
Сравнение заявляемого агрегата с прототипом показывает, что новым является размещение выравнивателя перед лапами по следу передних концов дисковых батарей на расстоянии 0,8-1,5 диаметра диска, размещение крыльев лап по следу дисков, соотношение рабочей ширины захвата лап и выравнивателя, установленного перед ними, лап и параметров дисковых батарей, а также установка дискового ножа между крыльями лап.

Следовательно, заявляемый агрегат отвечает критериям "новизна" и "существенные отличия".

Заявляемый агрегат отвечает критерию "изобретательский уровень", так как создана оптимальная для загрузки трактора конструкция навесного агрегата. Размещение дисков перед крыльями подпружиненных лап позволило снизить энергозатраты вследствие уменьшения (исключения) перекрытия лап, установки их в два ряда вместо трех-четырех и деблокирования пласта перед их передним рядом.

Вследствие размещения выравнивателя над полосой неразрыхленной почвы (полоса под гребнем между передними концами батарей) исключена возможность его излишнего заглубления и забивания пространства между ним и батареями при заданном минимальном расстоянии между ними (0,8-1,5 D).

Агрегат промышленно применим и может эффективно использоваться в сельском хозяйстве.

Комбинированный почвообрабатывающий агрегат показан на фиг.1 (вид сбоку) и фиг. 2 (вид в плане). На фиг.3 показаны поперечные сечения обработанной полосы после дисковой батареи (а) и лап (б). На фиг. 4 - выравниватель с дисковым ножом - вид сбоку (а) и в плане (б).

Агрегат включает раму 1 с навесным устройством 2, опорные колеса 3, установленные под углом α к поперечной линии агрегата дисковые батареи 4 с дисками диаметром D и чистиками, выравниватель 5 со стойкой 6 и рабочими элементами (крыльями), задние концы которых направлены в сторону задних концов батарей 4, размещенный между крыльями выравнивателя на шарнирном поводке дисковый нож 7, лапы 8 с подпружиненными пружинными стойками, кронштейн 9 и подпружиненные рамки 10 со спирально-планчатыми катками 11. Выравниватель установлен между лапами и дисковыми батареями по следу их передних концов и, в частности, перед лапой, стойка которой размещена сбоку следа переднего конца дисковой батареи. При установке батарей 4 задними концами к оси агрегата выравниватель выполнен в виде двух секций, размещенных с обеих сторон агрегата по следу передних концов батарей 4. Ширина захвата выравнивателя или суммарная ширина захвата его секций больше ширины захвата двух, но меньше ширины трех лап, а рабочие элементы (крылья, секции) выравнивателя образуют с направлением обработки острый угол вершиной вперед. Минимальное расстояние по длине агрегата (по ходу) между рабочим элементом выравнивателя и ближайшим к нему диском батареи составляет 0,8-1,5 диаметра этого диска. Концы крыльев и стойки лап размещены по следу дисков батарей 4. При этом рабочая ширина захвата лапы В, расстояние a между дисками по оси батареи, радиус диска R и угол атаки батареи α связаны зависимостью B = 2acosα±0,5Rsinα.
Высота установки на раме 1 батарей 4, выравнивателя 5 с дисковым ножом 7, рамок 10 с катками 11 регулируется. Секция катка, размещенная по следу батареи 4 с правым задним концом, имеет правое направление навивки многозаходной спирали в виде зубчатых планок, а по следу батареи с левым задним концом - левое направление навивки спирали.

При работе агрегата батареи 4 измельчают пожнивные остатки, подрезают сорную растительность и крошат верхний слой почвы, частично смещая его к оси агрегата, где на неразрыхленной полоске образуется гребень. В зависимости от состояния почвы, зона разрушения пласта каждым диском может варьировать от А до Б (см. фиг. 3), однако в любом случае растительные остатки (сорняки) подрезаются и рыхлятся перед стойками и концами крыльев лап. Диски, размещенные перед концами крыльев лап, подрезают перед ними сорняки. Это позволяет работать без перекрытия лап, и, не опасаясь забивания почвой и растительностью, разместить лапы в два ряда вместо трех, уменьшить их общее количество и вследствие этого, а также за счет деблокирования обрабатываемого пласта снизить энергозатраты на их работу, на обработку.

Почву из гребня выравниватель перемещает поперек гона и распределяет в полосе, ширина которой больше ширины захвата двух лап. При этом часть почвы гребня смещается от оси гона за пределы следов стоек лап, смежных с лапой, установленной на продольной оси агрегата (сбоку следа передних концов дисковых батарей). Дисковый нож перед стойкой этой лапы режет растительные остатки, предотвращает обволакивание и забивание ими этой стойки и крошит почву неразрыхленной полосы.

При отсутствии выравнивателя и дискового ножа перед средней лапой (перед лапами, размещенными сбоку следов передних концов батарей 4), нагрузка на нее и ее стойку удвоится из-за наличия гребня и неразрыхленной полоски, что повлечет выглубление лапы, неравномерность глубины обработки. При максимальном заглублении агрегата такая лапа без выравнивателя перед ней неизбежно сгрузит почву.

Расстояние по ходу 0,8...1,5 D между крылом (рабочим элементом, секцией) выравнивателя и ближайшим диском батареи обеспечивает надежную работу без сгруживания почвы независимо от угла α = 12...25^o. При этом выравниватель может быть как на оси агрегата, так и в виде двух секций по следу передних концов батарей, обращенных к боковым сторонам агрегата.

Агрегат предназначен для послеуборочной основной и предпосевной обработки за один проход умеренно плотной неразрыхленной почвы.

Модификация агрегата АПУ-3,5 (шириной захвата 3,5 м) предназначена для трактора кл.3, АПУ-6,5 (6,5 м) - для "Кировца".

Изобретение предназначено для обработки почвы и может быть использовано в сельском хозяйстве для предпосевной обработки почвы. Агрегат включает раму 1 с опорными колeсами 3, дисковые батареи 4, установленные под углом к поперечной линии, лапы 8, выравниватель 5 и спирально-планчатые катки 11. Секции или крылья выравнивателя 5 направлены в сторону задних концов батарей 4 и образуют с направлением обработки острый угол вершиной вперед для разравнивания гребня и обеспечения равномерной глубины обработки. При этом выравниватель 5 установлен перед лапами 8 по следу передних концов дисковых батарей 4 на минимальном расстоянии от них 0,8 - 1,5 D. Между крыльями выравнивателя 5 размещен дисковый нож 7. Ширина захвата выравнивателя 5 больше ширины захвата двух, но меньше ширины захвата трех лап 8. Концы крыльев лап 8 размещены по следу дисков батарей для исключения забивания растительными остатками. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму, установленные под углом к поперечной линии дисковые батареи, лапы, выравниватель, секции или крылья которого направлены в сторону задних концов дисковых батарей и образуют с направлением обработки острый угол вершиной вперед, и каток, отличающийся тем, что выравниватель или его секции установлены перед лапами по следу передних концов дисковых батарей, концы крыльев лап размещены по следу дисков, а наименьшее расстояние по длине агрегата между рабочим элементом выравнивателя и ближайшим к нему диском батареи составляет 0,8... 1,5 диаметра этого диска. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что ширина захвата выравнивателя больше ширины захвата двух, но меньше ширины трех лап. 3. Агрегат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между крыльями выравнивателя установлен дисковый нож. 4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что соотношение рабочей ширины захвата лапы В, расстояния а между дисками по оси батареи, радиуса R диска и угла α установки батареи к поперечной линии агрегата выражается зависимостью
B = 2acosα±0,5Rsinα.