ПЛУГ С АКТИВНЫМ ОТВАЛОМ Российский патент 2000 года по МПК A01B17/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для основной обработки почвы.

Известен плуг с активным отвалом, в котором активный отвал выполнен в виде ротора с вертикально расположенными рыхлящими ножами, изогнутыми по форме пассивного отвала (SU 328836А, 04.04.1977).

Недостатком известного устройства является то, что ротор, находящийся за лемехом не обеспечивает достаточного крошения почвенного пласта. Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа плуг с активным отвалом, включающий корпус плуга с укороченным отвалом и вращающийся ротор с ножами, конец вала которого закреплен на раме корпуса (SU 400252 А, 09.02.1974).

Недостатком известного устройства является то, что ротор установлен за отвалами, закреплен консольно одним концом к корпусу плуга, а пластины (ножи) ротора не режут, а бьют пласт, мульчируя почву и оставляя обилие сорняков, не заделывая их. Крошение пласта неудовлетворительное.

Технический результат - повышение качества обработки почвы, повышение производительности, снижение энергоемкости процесса, энергозатраты.

Сущность изобретения заключается в том, что у плуга с активными отвалами, включающего корпус плуга с укороченным отвалом и установленный за ним вращающийся ротор с ножами, конец вала ротора которого закреплен на раме корпуса плуга, согласно изобретению, второй конец вала ротора снабжен опорной пятой, жестко прикрепленной к полевой доске и груди отвала, а сам ротор закреплен в двух подшипниках качения и смещен вправо по ходу плуга.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что новым является крепление ротора в двух подшипниках качения на опорной пяте и раме плуга и смещение ротора вправо по ходу плуга.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". При таком выполнении плуга все пожнивные остатки заделываются на глубину 10...12 (до 20) см (после сорго и кукурузы до 10 т/га), которые, разлагаясь, повышают биологическую активность почвы.

Плуги с активными отвалами (ПАО) создают условия, явления полного биологического (безгербицидного) уничтожения сорняков, таких как тростник (камыш), этого бича рисосеяния, репей и др., и обеспечивают бурное развитие микроорганизмов, увеличение количества макроэлементов, гумуса, влаги и тепла, аэронасыщения.

Вспушенный верхний слой почвы толщиной 3-5 см, высыхая, закрывает нижний, измельченный на 35-38 см, слой почвы, сохраняя тепло и влагу. Когда азот воздуха (N) будучи запаханный, при высокой вспушенности (коэфф. вспушенности 0,7, для серийного плуга 0,3-0,4) переходит в связанный азот (NH₃) и усваивается растениями (ветегирующие молодые побеги сорняков уничтожаются микроорганизмами, а далее стебли разлагаются, превращаясь через 43 дня в желтую маслянистую массу, при взятии проб растений (вынимались стебли запаханной кукурузы, убираемой на зерно), ячменя (паллидум-30) в фазе кущения). Повышалась урожайность сельскохозяйственных культур озимой пшеницы "безостая-1" в первый год - 50-60 ц/га, во второй до 67,8 ц/га в третий год 72,0 ц/га в контроле до 30,2 ц/га, т.е. плуги с активными отвалами повышают плодородие почв, не требуют гербицидов, которые угнетают культурные растения и понижают урожайность сельхозкультур.

Проведенные микробиологические исследования показали, что все макроэлементы за 3 года обработки данным плугом увеличились почти вдвое: азот с 4,2 до 9,8; P₂O₅ с 6,5 до 10,0; K₂O с 25 до 52 мг/100 г почвы, гумус с 1,9-2,0 до 3,24% по 0,3-0,4% в год. Биологическая активность почвы, обработанная таким плугом повысилась на 28%.

Заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень", так как достигнутый результат долгое время неудававшийся специалистам и удовлетворяющий существующую потребность: повышение качества обработки почвы, повышение биологической активности почвы, повышение урожайности.

Плуги с активными отвалами создают условия явления полного биологического (безгербицидного) уничтожения сорняков и обеспечивают бурное развитие микроорганизмов и роста макроэлементов и гумуса, что ведет к росту плодородия почв.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость", так как оно может использоваться в сельском хозяйстве при основной обработке почвы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена схема рабочего органа плуга с активным отвалом, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади, фиг.3 - показан вылет ножей относительно образующей груди отвала, фиг.4 - кинематическая схема 4-корпусного навесного плуга с активными отвалами (ПАО-4Н-40С).

Плуг с активным отвалом включает стойку 1 корпуса плуга, укороченный отвал 2, лемех 3, активный отвал 4, установленный за отвалом 2 и смещенный вправо по ходу плуга. Активный отвал 4 состоит из вала 5 ротора, несущего режущие ножи 6, наплавленные твердым сплавом и выгнутые по отвалу, полевую доску 7 и опорную пяту 8. Опорная пята 8 крепится к полевой доске 7 и через приваренную планку 9 к груди отвала 2 (по месту). Вал 5 ротора жестко закреплен в подшипниках качения, размещенных в стаканах, один из которых закреплен на раме 10 корпуса плуга, а другой к опорной пяте 8.

В качестве опорной пяты был использован швеллер N 30, заостренный под углом 45 градусов и заведенный под ребристые перемычки литой стойки плуга. Полки швеллера сфрезерованы так, чтобы стойка опиралась на лемех 3 и полевую доску 7.

Ось вала 5 ротора смещена вправо по ходу плуга так, что вылет образующихся ножей ротора по отношению к образующей груди отвала равен 60-65 мм, и обеспечен зазор между кромкой груди отвала и образующими ножей ротора.

Наличие опорной пяты 8, жестко прикрепленной к полевой доске 7 и груди отвала 2, позволяет закрепить ротор в двух подшипниках, что обеспечивает фиксированное резание почвы ножами 6 со скольжением.

Применение подшипников качения позволяет уменьшить крутящий момент на валу ротора и снизить энергозатраты.

Смещение ротора вправо по ходу плуга обеспечивает непрерывное резание со скольжением с обратной стороны не упавшего пласта почвы, т.к. пласт движется под углом к оси ротора.

Ножи 6 ротора изогнуты по форме пассивного отвала 2 в сечении у конца лемеха 3, что обеспечивает крошение почвенного пласта и заделку растительных остатков на глубину 10-12 см.

Плуг работает следующим образом. Сначала включают ВОМ трактора и приводят во вращение активные отвалы 4. После этого трактор с плугом приводят в поступательное движение (в противном случае произойдет забивание роторов).

В процессе работы почвенный пласт подрезается лемехом 3, поступает на грудь отвала 2 и далее, встречаясь в воздухе с вращающимися ножами 6 ротора, режется со скольжением с обратной стороны пласта на элементы, измельчая пласт на фракции до 5-6 см - 60-80%, до 10 мм - 13-20%, в том числе до 1 мм - 10%, до 2 мм - 9%, до 3 мм - 8%. Пылевидных фракций до 0,25 мм - 0,3-0,4% как и для серийных плугов.

Наилучшее крошение почвенного пласта при минимальных крутящих моментах происходит при подаче на зуб (нож) S_z= 8-14,5 см, что соответствует скорости трактора v = 10-14,5 км/ч и в числе оборотов активного отвала П =320-350 об/мин, (проверено экспериментально при П = 109 до 1840 об/мин).

Испытания показали, что после прохода плуга "ПАО" поверхность поля получается выровненной, без гребней, борозд и воздушных карманов. За счет сокращения проходов трактора и плуга экономится топливо, 18-24 кг/га.

Биологическая активность почвы повышается на 28%, что обеспечивает рост плодородия почвы.

Изобретение предназначено для основной обработки почвы и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении. Плуг включает корпус с укороченным отвалом и установленным за ним вращающимся ротором с ножами. Ножи изогнуты по форме отвала в сечении у конца лемеха. Один конец вала ротора закреплен на раме корпуса плуга. Второй конец вала ротора снабжен опорной пятой, жестко прикрепленной к полевой доске и к груди отвала. Ротор закреплен в двух подшипниках качения на раме, на опорной пяте и смещен вправо по ходу плуга. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество обработки почвы, производительность, снизить энергозатраты и энергоемкость процесса обработки. 4 ил.

Плуг с активным отвалом, включающий корпус плуга с укороченным отвалом и установленный за ним вращающийся ротор с ножами, конец вала которого закреплен на раме корпуса плуга, отличающийся тем, что второй конец вала снабжен опорной пятой, жестко прикрепленной к полевой доске и к груди отвала, а сам ротор закреплен в двух подшипниках качения и смещен вправо по ходу плуга.