СПОСОБ ВСПАШКИ ПОЧВЫ ШИРОКОЗАХВАТНЫМ ПАХОТНЫМ АГРЕГАТОМ И ПОВОРОТНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК A01B5/14 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к широкозахватным пахотным агрегатам для гладкой пахоты.

В настоящее время контроль точности вождения пахотным агрегатом осуществляется трактористом визуально по различным ориентирам.

Известен способ вождения пахотного агрегата с оборотным плугом путем направления колес трактора по открытой борозде (см. Е.Л.Ревякин. Новое в почвообрабатывающей технике // - Земледелие, 1984, N 5, с. 55-57). Вспашка оборотным плугом производится челночным способом, при этом правые и левые колеса поочередно перемещаются по дну борозды. Однако при этом способе управления пахотным агрегатом сильно уплотняется дно борозды, что отрицательно сказывается на вегетации сельскохозяйственных растений. Из-за большой глубины борозды трактор до 10-12^o наклоняется в сторону вспаханного поля. Это ухудшает его эксплуатацию и условия работы тракториста. При этом ограничиваются возможности использования пахотных агрегатов на склонах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ вспашки почвы пахотным агрегатом, при котором движители трактора идут по "полуборозде", имеющей двойную ширину захвата корпуса, а глубину - в два раза меньшую, чем глубина вспашки (Кашаев Б.А., Сизов О.А., Бурченко П.Н., Тенденции развития технологий и средств механизации обработки почвы. - М.: ВНИИ ТЭИагропром, 1988, - 48 с.). При этом уплотненная движителями трактора "полуборозда" рыхлится передним корпусом плуга при последующем проходе, а наклон трактора заметно уменьшается.

Однако и при этом способе управления пахотным агрегатом не исключаются отклонения от заданного направления движения из-за быстрой утомляемости тракториста, особенно при работе на повышенных скоростях. Это может привести к сминанию стенки борозды, повышению энергозатрат и ухудшению качества вспашки.

Известен поворотный дисковый плуг, включающий поворотную раму с дисковыми корпусами (GB 1497259 А, 05.01.1978 г.).

Наиболее близким изобретением по технической сущности к предлагаемому является поворотный плуг, содержащий подвижный брус с рабочими органами (см. SU 1429961 А, 15.10. 1978 г.)
Недостатком известных плугов является некачественная гладкая вспашка почвы из-за нарушения направления движения плуга, особенно при повышенных скоростях.

Технический результат - повышение качества обработки почвы за счет увеличения точности и надежности управления движением пахотного агрегата на повышенных скоростях.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе вспашки почвы широкозахватным пахотным агрегатом, движители трактора направляются по центрирующей полуборозде, открываемой при предыдущем проходе. Полуборозда в поперечном сечении представляет собой часть эллипса, большая ось которого перпендикулярна поверхности поля. Она нарезается шириной, равной (1,1...1,3)•e, на расстоянии от движителей, определяемом соотношением:
c=b•n-K-e,
где c - расстояние от середины направляющей борозды до движителя трактора;
b - ширина захвата одного корпуса плуга;
n - число корпусов плуга;
K - ширина колеи трактора;
e - ширина колес (гусениц) трактора.

При этом ширина нарезаемой центрирующей полуборозды и ширина колес (гусениц) находится в соотношении 1,1...1,3:1.

А также тем, что известный поворотный плуг, содержащий подвижный брус с рабочими органами, снабжен жестко закрепленным в задней части подвижного бруса комбинированным рабочим органом ротационного типа, имеющим режущий элемент, стойку с подшипниковым узлом, осью вращения и роторным рабочим органом, состоящим из основания и колпака. При этом режущий элемент выполнен в виде усеченного конуса с внутренней рабочей поверхностью, плавно переходящей в зоне меньшего диаметра на поверхность тора, жестко закрепленного на основании роторного рабочего органа с возможностью совместного вращения вокруг оси, установленной горизонтальной и составляющей с продольной осью плуга угол 45^o, а колпак выполнен в виде полого корпуса, размещенного внутри рабочей поверхности режущего элемента симметрично оси вращения, который жестко закреплен на основании роторного рабочего органа так, что его наружная рабочая поверхность плавно сопрягается с поверхностью тора, причем наружный диаметр режущего элемента и ширина нарезаемой центрирующей борозды находятся в соотношении 1,5...1,7:1.

На фиг. 1 показана схема образования центрирующей полуборозды и поперечное сечение пластов (вид сзади).

На фиг. 2 показано движение правых колес трактора по центрирующей полуборозде.

На фиг. 3 изображено устройство, используемое для осуществления предложенного способа (для нарезки центрирующей полуборозды).

На фиг. 4 схематически показано размещение на подвижном брусе плуга предложенного устройства, а также два смежных прохода пахотного агрегата при предложенном способе управления им.

Способ осуществляется следующим образом.

Первый проход агрегата производят по вешкам. При этом нарезают центрирующую полуборозду примерно на половину глубины вспашки при помощи предложенного устройства, устанавливаемого на конце подвижного бруса плуга.

При следующем проходе пахотного агрегата движители, расположенные с одной стороны трактора, направляют по центрирующей полуборозде. Если трактор колесный, то колеса за счет некоторой деформации шины занимают форму полуборозды. Трактор идет строго по направлению полуборозды без бокового смещения даже на повышенных скоростях движения.

В случае работы пахотного агрегата с гусеничным трактором середину гусениц также направляют по центрирующей полуборозде. Несколько деформируя края полуборозды, трактор также будет двигаться по центру полуборозды (по линии наименьшего сопротивления). В обоих случаях достигается минимальное боковое смещение при управлении пахотным агрегатом, увеличивается точность и надежность управления агрегатом при одновременном снижении утомляемости тракториста. Все это приводит к значительному повышению качества обработки почвы при одновременном увеличении производительности агрегата, что является целью настоящего изобретения.

Нарезку центрирующей полуборозды при использовании предложенного способа осуществляют поворотным плугом.

Плуг содержит подвижный брус 1 с рабочими органами 2. Плуг снабжен комбинированным рабочим органом ротационного типа, имеющим режущий элемент 3, выполненный в виде усеченного конуса с внутренней рабочей поверхностью, плавно переходящей в зоне меньшего диаметра на поверхность тора Т.

Режущий элемент 3 жестко закреплен на основании 4 роторного рабочего органа с возможностью совместного вращения.

Роторный рабочий орган состоит из основания 4 и колпака 5. Колпак 5 выполнен в виде полого конуса, который большим основанием жестко закреплен на основании роторного органа так, что его наружная рабочая поверхность плавно переходит на поверхность тора. Диаметр режущего элемента зависит от необходимой ширины центрирующей борозды. Они находятся в основании 1.5... 1,7:1.

Основание 4 роторного рабочего органа посредством втулки 6, оси 7 и подшипникового узла 8 закреплено на стойку 9 с возможностью свободного вращения. При этом ось вращения 7 установлена на подшипниках горизонтально и составляет с продольной осью трактора угол 45^o.

Предложенное устройство жестко крепится в задней части подвижного бруса 1 (фиг. 4) поворотного плуга. При этом угол атаки между плоскостью вращения режущего элемента 3 (фиг. 3) и направлением движения агрегата составляет при работе 45^o как при правостороннем, так и при левостороннем режиме работы предложенного устройства.

В зависимости от ширины колеи трактора положение устройства в поперечном направлении можно регулировать, перемещая плиту крепления стойки по пазам подвижного бруса 1 (фиг.4). Расстояние от края движителя до центра (нижней точки режущего элемента) устанавливают, определяя по выражению, приведенному выше:
c=b•n-K-e.

Устройство для нарезки центрирующей борозды работает следующим образом.

Перед началом работы подвижный брус 1 (фиг.4) с закрепленными на нем рабочими органами устанавливается, например, в правостороннее положение 1. В этом случае рабочие органы 2 режущий элемент 3 работают в правостороннем режиме оборота пластов.

При движении пахотного агрегата по полю режущий элемент 3 (фиг.3), установленный под углом 45^o к направлению движения, углубляется в почву примерно на половину глубины вспашки и подрезает пласт в поперечном сечении по кривой эллипса (фиг. 1), большая ось которого перпендикулярна поверхности поля. Пласт почвы под действующими на него силами начинает подниматься по рабочей поверхности режущего элемента 3 и колпака 5. При этом под действием пласта рабочий орган вращается на подшипниках. Поднимаясь по рабочей поверхности режущего элемента 3 и колпака 5 и одновременно вращаясь с рабочим органом, пласт совершает криволинейное достижение; благодаря изгибу в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях интенсивно крошится.

По достижении верхней части поверхности колпака 5 пласт почвы отрывается от него и с растительными остатками вниз падает на дно смежной борозды, заполняя ее примерно на половину глубины.

В конце гона плуг поднимают в транспортное положение и подвижный брус I переводят в левостороннее положение II (фиг.4). При этом рабочие органы 2 и режущий элемент 3 работают в левостороннем режиме оборота пластов. Тракторист левые колеса (гусеницы) трактора направляет по центрирующей полуборозде. При этом проходе агрегата уплотненная движителями трактора полуборозда снимается передними корпусами и засыпается борозда, которая была заполнена наполовину при предыдущем проходе. Режущий элемент 3 делает центрирующую полуборозду для следующего прохода пахотного агрегата.

Выполнение режущего элемента 3 в виде усеченного конуса обеспечивает хорошее заглубление рабочего органа при работе, т.к. всегда обеспечивается положительный задний угол резания.

Выполнение колпака в виде полого конуса и размещение его внутри рабочей поверхности режущего элемента позволяет точно направлять снятый предложенным устройством пласт почвы в соседнюю борозду с почти полным оборотом. При этом дальность отбрасывания пласта зависит от конструктивных параметров колпака: его диаметр основания и высоты конуса.

Выполнение сопряжения рабочих поверхностей режущего элемента 3 и колпака поверхностью тока обеспечивает плавное сопряжение поверхностей, что облегчает перемещение пластов при работе и снижает тяговое сопротивление предложенного устройства для образования центрирующей полуборозды.

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критериям "Новизна" и "Существенные отличия".

Именно заявляемая совокупность технических решений устройства обеспечивает согласно способу получение центрирующей полуборозды оптимальных размеров, минимальное боковое смещение трактора при вождении по ней и повышение качества обработки почвы при работе на повышенных скоростях.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к широкозахватным пахотным агрегатам для гладкой пахоты. Способ вспашки включает направление движителей трактора по центрирующей полуборозде, открываемой при предыдущем проходе. Полуборозда в поперечном сечении представляет собой часть эллипса, большая ось которого перпендикулярна поверхности пашни. Она нарезается шириной (1,1 - 1,3) • е на расстоянии от движителей, определяемом соотношением: с = b • n - К - е, где с - расстояние от середины направляющей борозды до движителя трактора; b - ширина захвата одного корпуса плуга; n - число корпусов плуга; К - ширина колеи трактора; е - ширина колес (гусениц) трактора. Плуг содержит режущий элемент, стойку с подшипниковым узлом, осью вращения и роторный рабочий орган, состоящий из основания и колпака. Режущий элемент выполнен в виде усеченного конуса с внутренней рабочей поверхностью, плавно переходящей в зоне меньшего диаметра на поверхность тора, жестко закрепленного на основании роторного рабочего органа с возможностью совместного вращения вокруг оси. Ось вращения установлена горизонтально и составляет с продольной осью трактора угол 45°. Колпак выполнен в виде полого конуса. Он размещен внутри рабочей поверхности режущего элемента симметрично оси вращения, жестко закреплен на основании роторного рабочего органа так, что его наружная рабочая поверхность плавно сопрягается с поверхностью тора. Наружный диаметр режущего элемента и ширина центрирующей полуборозды находятся в соотношении 1,5 - 1,7 : 1. Такие технология и конструктивное выполнение плуга позволяют повысить качество обработки почвы за счет увеличения точности и надежности движения пахотного агрегата на повышенных скоростях. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ вспашки почвы широкозахватным пахотным агрегатом, включающий направление движителей трактора по предварительно нарезанной полуборозде, отличающийся тем, что полуборозду нарезают как центрирующую, выполненную в поперечном сечении в виде части эллипса, большая ось которого перпендикулярна поверхности поля, шириной равной (1,1 - 1,3) • е, на расстоянии от движителей, определяемом соотношением
c = b • n - K - e,
где с - расстояние от середины направляющей борозды до движителя трактора;
b - ширина захвата одного корпуса плуга;
К - ширина колеи трактора;
n - число корпусов плуга;
е - ширина колес (гусениц) трактора. 2. Поворотный плуг, содержащий подвижный брус с рабочими органами, отличающийся тем, что плуг снабжен жестко закрепленным в задней части подвижного бруса комбинированным рабочим органом ротационного типа, имеющим режущий элемент, стойку с подшипниковым узлом, осью вращения и роторным рабочим органом, состоящим из основания и колпачка, при этом режущий элемент выполнен в виде усеченного конуса с внутренней рабочей поверхностью, плавно переходящей в зоне меньшего диаметра на поверхность тора, жестко закрепленного на основании роторного рабочего органа с возможностью совместного вращения вокруг оси, установленной горизонтально и составляющей с продольной осью плуга угол 45^o, а колпак выполнен в виде полого конуса, размещенного внутри рабочей поверхности режущего элемента симметрично оси вращения, который жестко закреплен на основании роторного рабочего органа так, что его наружная рабочая поверхность плавно сопрягается с поверхностью тора, причем наружный диаметр режущего элемента и ширина нарезаемой центрирующей полуборозды находятся в отношении 1,5 - 1,7 : 1.