ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ Российский патент 2002 года по МПК A01B49/02 A01B21/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для поверхностной обработки почвы с сохранением растительных остатков на ее поверхности.

Известна комбинированная почвообрабатывающая машина, содержащая последовательно установленные на раме плоскорежущие лапы, диски с ножами, чизельные рыхлящие лапы, роторный рабочий орган и каток (см. SU 1148577, А 01 В 49/02, 1985 г.).

Недостатком известного устройства является некачественное вычесывание сорняков из обрабатываемого слоя, снижение защиты поверхности поля от ветровой эрозии, забиваемость стоек лап растительными остатками.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является ротационное почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с последовательно установленными на ней два ряда батарей игольчатых дисков, цепные передачи, карданные валы, кронштейны и грядили со штангой квадратного, круглого или шестигранного сечения, пружинные боронки (см. SU 2158066, А 01 В 21/04, 2000 г.).

Недостатком этого устройства является то, что батареи игольчатых дисков получают вращение только за счет сцепления их зубьев с почвой, а крутящий момент на штангу передается через сменные звездочки и цепь от валов батарей игольчатых дисков. Это приводит к увеличению энергоемкости процесса обработки почвы, недостаточности технологических возможностей и регулировок устройства при работе в различных условиях эксплуатации. Кроме того, системы передач устройства не имеют защиты от перегрузок.

Задача предлагаемого изобретения заключается в расширении технологических возможностей устройства, снижении энергозатрат на обработку почвы, создании условий для влагонакопления и влагосбережения, дополнительном сохранении на поверхности поля растительных остатков, интенсивном вычесывании на поверхность поля сорной растительности, заделки в почву семян сорняков, личинок и куколок вредителей, уплотнении почвы на глубине последующей заделки семян сельскохозяйственных культур, защите рабочих органов и механизмов от перегрузок.

Технический результат - повышение качества поверхностной обработки почвы, снижение энергозатрат, создание условий для влагонакопления и влагосбережения, максимальное сохранение на поверхности поля стоящей, наклонной и лежащей стерни для защиты его от ветровой эрозии, интенсивное вычесывание сорняков, заделка в почву семян сорных растений, личинок и куколок вредителей, уплотнение почвы на глубине последующей заделки семян культурных растений, защита рабочих органов и механизмов от перегрузок.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно установленные на раме два ряда соединенных между собой с помощью карданных валов, сменных звездочек и цепных передач батарей игольчатых дисков, установленных за батареями игольчатых дисков на кронштейнах грядилей со штангой квадратного, шестигранного или круглого сечения и заравнивающих пружинных боронок на раме дополнительно установлен конический или червячный редуктор, входной вал которого соединен карданным валом с валом отбора мощности трактора, имеющим независимый или синхронный привод, на выходном валу редуктора установлена сменная звездочка и предохранительная муфта. На валу переднего промежуточного вала также дополнительно установлена сменная звездочка, а на верхнем валу пустотелого грядиля предохранительная муфта.

Подбором числа зубьев сменных звездочек отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков батарей игольчатых дисков для передних батарей устанавливается в пределах от 0,76 до 1,18 и для задних в пределах от 0,62 до 1,38, а отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости штанги в пределах от 0,74 до 0,78.

На фиг. 1 изображена схема устройства, вид сверху; на фиг.2 - схема навески на раму пустотелого грядиля с механизмом привода штанги и предохранительной муфтой.

Почвообрабатывающее орудие содержит раму 1 с опорными колесами 2 и присоединительным устройством (не показано), на которой установлены в два ряда батареи игольчатых дисков: левая передняя 3, правая передняя 4, левая задняя 5 и правая задняя 6. На раме 1 установлена центральная опорная площадка 7, на которой закреплен конический или червячный редуктор 8, входной вал которого карданным валом 9 соединен с независимым или синхронным валом отбора мощности трактора (не показан). На выходном валу редуктора 8 установлена сменная звездочка 10 и предохранительная муфта 11. На раме 1 установлена передняя опорная площадка 12, на которой в подшипниках установлен передний промежуточный вал 13 со шлицевыми концами. Вал 13 соединен левым передним карданным валом 14 с валом левой передней батареи игольчатых дисков 3 и правым передним карданным валом 15 с валом правой передней батареи игольчатых дисков 4. На раме 1 установлена также задняя опорная площадка 16, на которой в подшипниках установлен задний промежуточный вал 17 со шлицевыми концами. Вал 17 соединен левым задним карданным валом 18 с валом левой задней батареи игольчатых дисков 5 и правым задним карданным валом 19 с валом правой задней батареи игольчатых дисков 6. На валу 13 установлены сменные звездочки 20 и 21, а на валу 17 - сменные звездочки 22 и 23. Передняя опорная площадка 12 и задняя опорная площадка 16 могут передвигаться на раме 1 по продольной оси агрегата и жестко закрепляться. Сменная звездочка 10 соединена цепью 24 со сменной звездочкой 21, сменная звездочка 20 соединена цепью 25 со сменной звездочкой 22. Цепи 24 и 25 имеют натяжные устройства (не показаны). На раме 1 шарнирно закреплены левый 26 и правый 27 кронштейны крепления левого 28 и правого 29 грядилей штанги 30. Левый 26 и правый 27 кронштейны имеют отверстия для перестановки их на раме 1 по высоте. На раме 1 установлены кронштейны 31, которые являются нижними опорами пружин 32. Верхние опоры пружин 32 установлены в верхних концах кронштейнов 26 и 27 и имеют винтовые механизмы регулировки сжатия пружин. На раме 1 закреплен цилиндрический редуктор 33, на входном (ведущем) валу которого установлена сменная звездочка 34, а на выходном (ведомом) валу - сменная звездочка 35. Звездочки 23 и 34 соединены цепью 36 с натяжным устройством (не показано). На корпусе редуктора 33 шарнирно закреплен кронштейн 37 крепления грядиля 38. Пустотелый грядиль 38 является кожухом цепной передачи с встроенным механизмом гашения колебаний цепи. В верхней части грядиля 38 установлен в подшипниках вал 39, на котором закреплена сменная звездочка 40 и внутри грядиля звездочка с постоянным количеством зубьев. В нижней части грядиля 38 установлена на штанге 30 звездочка с постоянным количеством зубьев. Штанга 30 имеет квадратное, круглое или шестигранное сечение, она вращается в нижних подшипниках пустотелого грядиля 38 и нижних подшипниках грядилей 28 и 29. На валу 39 в верхней части грядиля 38 установлена предохранительная муфта 41, а сменные звездочки 35 и 40 соединены цепью 42. Крутящий момент на штангу 30 передается от независимого или синхронного вала отбора мощности трактора (не показан) через карданный вал 9, конический или червячный редуктор 8, сменную звездочку 10, цепь 24, сменную звездочку 21, сменную звездочку 20, цепь 25, сменную звездочку 22, сменную звездочку 23, цепь 36, сменную звездочку 34, цилиндрический редуктор 33, сменную звездочку 35, цепь 42, сменную звездочку 40 и расположенную внутри пустотелого грядиля 38 цепную передачу. На грядилях 28, 29 и 38 установлены кронштейны 43, на которых закреплены пружинные боронки 44. Установка пружинных боронок по высоте регулируется перестановкой кронштейнов 43 по корпусам 28, 29 и 38.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке агрегата к работе в зависимости от состояния почвы, видов и состояния сорных растений и растительных остатков на поверхности поля, а также требуемой глубины обработки на регулировочной площадке проводится установка углов атаки батарей игольчатых дисков 3, 4, 5, 6. Батареи передних игольчатых дисков 3 и 4 должны иметь одинаковые углы атаки, батареи задних игольчатых дисков 5 и 6 также должны иметь одинаковые углы атаки, при этом углы атаки передних и задних батарей игольчатых дисков могут быть различными. Батареи игольчатых дисков попарно могут устанавливаться в активное положение за счет того, что иглы их дисков загнуты в направлении движения устройства или в пассивное положение за счет того, что иглы их дисков загнуты в противоположную направлению движения сторону.

Игольчатые диски передних и задних батарей во время работы агрегата совершают одновременно поступательное и вращательное движения. Для обеспечения широкого диапазона технологических регулировок конструкция механизмов устройства дает возможность при вариантах использования независимого или синхронного привода вала отбора мощности трактора устанавливать различные отношения поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков батарей. Для передних батарей игольчатых дисков это отношение должно находиться в пределах от 0,76 до 1,18, а для задних батарей игольчатых дисков отношение скоростей должно быть в пределах от 0,62 до 1,38. Необходимые отношения поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков батарей подбираются в зависимости от заданной глубины обработки, характеристики, типа и механического состава почвы, состояния сорных растений и пожнивных остатков. При настройке агрегата для использования в конкретных производственных условиях в зависимости от вида привода вала отбора мощности трактора отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости передних батарей игольчатых дисков, а также отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости задних батарей игольчатых дисков устанавливается подбором сменных звездочек 10, 21, 20 и 22 с соответствующим количеством зубьев.

Передняя опорная площадка 12 и задняя опорная площадка 16 с подшипниками, валами 13 и 17 передвигаются вперед или назад по раме 1 и закрепляются в положениях, при которых обеспечивается оптимальная кинематика механизмов передачи крутящих моментов. Вал 13 соединяется левым передним карданным валом 14 с валом левой передней батареи игольчатых дисков 3 и правым передним карданным валом 15 с валом правой передней батареи игольчатых дисков 4. Вал 17 соединяется левым задним карданным валом 18 с валом левой задней батареи игольчатых дисков 5 и правым задним карданным валом 19 с валом правой задней батареи игольчатых дисков 6. На звездочки 10 и 21 устанавливается цепь 24, на звездочки 20 и 22 устанавливается цепь 25. Натяжение цепей 24 и 25 обеспечивается натяжными устройствами.

На раме 1 устанавливаются по высоте кронштейны 26 и 27, пружины 32 с механизмами регулирования их сжатия. На раме 1 закрепляется редуктор 33, к корпусу которого закрепляется кронштейн 37. На кронштейны 26, 27 и 37 устанавливаются грядили 28, 29 и 38 с установленной в их подшипниках штангой 30. Количество зубьев сменных звездочек 35 и 40 подбирается с учетом передаточного отношения редуктора таким образом, чтобы отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости штанги находилось в пределах 0,74-0,78. На звездочки 35 и 40 устанавливается цепь 42, натяжение ее обеспечивается натяжным устройством. Предохранительные муфты 11 и 41 устанавливаются на валах 11 и 39 и настраиваются на защиту механизмов при перегрузках.

На грядили 28, 29, 38 устанавливаются и регулируются по высоте кронштейны 43 и пружинные боронки 44.

При поверхностной обработке стерневого поля осенью основной задачей ее является рыхление поверхностного слоя почвы и придания ему мелкозернистой структуры и определенной плотности, создание условий для влагонакопления и влагосбережения, вычесывание на поверхность и уничтожение проросших сорняков, заделывание в почву личинок и куколок вредителей, осыпавшихся семян сорных растений и падалицы культурных растений, максимальное сохранение на поверхности поля стоящей, наклонной и лежащей стерни для защиты почвы от ветровой и водной эрозии. В этом случае диски передних батарей 3 и 4 устанавливаются на большой угол атаки в активное положение, а отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков должно находиться в пределах от 0,82 до 0,88. Диски задних батарей 5 и 6 устанавливаются на такой же угол атаки в пассивное положение, а отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков должно находиться в пределах от 0,94 до 0,96. Штанга 30 устройства должна вращаться в сторону, обратную поступательному движению агрегата, при этом отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости штанги должно находиться в пределах от 0,74 до 0,78.

При такой настройке агрегата в работе передние батареи игольчатых дисков интенсивно рыхлят верхний слой почвы, чем обеспечивается создание мелкозернистой структуры поверхностного слоя, уничтожение сорняков, заделка в почву семян растений, куколок и личинок вредителей. Задние батареи игольчатых дисков в пассивном положении интенсивно уплотняют верхний слой почвы, "вдавливают" в почву семена сорняков и падалицу культурных растений, личинки и куколки вредителей. Вращающаяся штанга выводит на поверхность и в верхний слой почвы растительные остатки, при этом сорные растения попадают в неблагоприятные условия, а стерня защищает поверхность от ветровой эрозии. Следы грядилей штанги заделываются пружинными боронками 44.

При ранней весенней обработке почвы ее основной задачей является рыхление поверхностного слоя с целью создания условий для влагонакопления и влагосбережения, а также заделка в почву осыпавшихся семян сорняков, падалицы культурных растений, куколок и личинок вредителей. В этом случае диски передних батарей 3 и 4 устанавливаются на средний или большой угол атаки в активное положение, а отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков должно находиться в пределах 1,12-1,18. Диски задних батарей 5 и 6 устанавливаются на такой же угол атаки в пассивное положение, а отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков должно находиться в пределах 0,94-0,96. Штанга 30 устройства на переувлажненных почвах переводится в транспортное положение или снимается с рамы 1 устройства вместе с боронками 44.

При такой настройке агрегата в работе передние батареи игольчатых дисков рыхлят верхний слой почвы, вычесывают на поверхность поля сорняки, создают условия для влагонакопления и влагосбережения, благоприятные условия для прорастания семян сорных растений, заделывают в почву личинки и куколки вредителей. Задние батареи игольчатых дисков в пассивном положении дополнительно разбивают и размельчают почвенные агрегаты с созданием мелкозернистой структуры и поверхностного слоя определенной плотности, "вдавливают" в почву семена сорняков и падалицу культурных растений, личинки и куколки вредителей.

При неоднократной обработке почвы в паровом поле необходимо максимально очистить поля от сорняков и вредителей, обеспечить условия для влагонакопления и влагосбережения, создать мелкозернистый поверхностный слой определенной плотности, обеспечить высокий процент сохранности стоящей, наклонной и лежащей стерни для защиты поверхности поля от ветровой эрозии. При настройке агрегата в зависимости от состояния почвы, стерни и растений игольчатые диски передних батарей и игольчатые диски задних батарей могут устанавливаться попарно в активное или пассивное положение, батареи попарно регулируются на малый, средний или большой угол атаки, отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков устанавливается меньшим, равным или большим единицы. Во всех случаях при обработке поверхности поля с сухой слитной почвенной коркой иглы передних батарей игольчатых дисков устанавливаются в пассивное положение при отношении поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков в пределах от 0,82 до 0,88.

Обработка полей по всходам весной должна проводиться с целью уничтожения почвенной корки, создания благоприятных условий для роста и развития культурных растений. В этих случаях иглы батарей игольчатых дисков устанавливаются преимущественно в пассивное положение, а батареи на минимальный угол атаки. Отношение поступательной скорости движения агрегата и окружной скорости дисков должно быть близким к единице. Штанга и боронки устройства переводятся в постоянное транспортное положение или снимаются с рамы.

При обработке сильно засоренных корнеотпрысковыми сорняками полей передние и задние батареи игольчатых дисков устанавливаются на минимальный угол атаки с зубьями дисков в активном положении. Отношения поступательной скорости движения агрегата к окружным скоростям дисков передних и задних батарей должны быть соответственно близкими к значениям 0,76 и 0,62. Штанга устройства должна вращаться с окружной скоростью, максимально превышающей поступательную скорость движения агрегата. Заделывающие боронки в случаях обработки засоренных полей снимаются.

Такая настройка агрегата позволяет интенсивно вычесывать сорняки на поверхность поля и освобождать их корневую систему от почвы.

На предпосевной подготовке почвы вместе с выполнением агрегатом названных выше операций большое значение имеет уплотнение ложа для семян, которое обеспечивается правильным подбором сечения штанги, настройкой ее окружной скорости и глубины хода.

При встрече с препятствиями штанга 30 выглубляется и при этом сжимаются пружины 32. Вместе со штангой выглубляются и пружинные боронки 44.

Настройка агрегата на регулировочной площадке должна рассматриваться как предварительная. Окончательная настройка устройства проводится в поле с учетом конкретных задач обработки почвы и условий эксплуатации агрегата.

Передача крутящего момента от двигателя через независимый или синхронный вал отбора мощности трактора на батареи игольчатых дисков и штангу во всех случаях обеспечивает снижение энергоемкости процесса обработки почвы, позволяет значительно расширить технологические регулировки рабочих органов агрегата.

Обработка почвы с приданием поверхностному слою мелкозернистой структуры и определенной плотности для создания условий влагонакопления и влагосбережения, вычесывание на поверхность поля и уничтожение проросших сорняков, заделывание в почву осыпавшихся семян сорных растений, личинок и куколок вредителей, максимальное сохранение на поверхности поля стоящей, наклонной и лежащей стерни с целью защиты поля от ветровой эрозии обеспечивает оптимальные условия для роста и развития культурных растений, позволяет получить значительное повышение урожайности и снизить удельные затраты на единицу сельскохозяйственной продукции.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для поверхностной обработки почвы с сохранением растительных остатков на ее поверхности. Устройство содержит раму, установленные на ней последовательно два ряда батарей игольчатых дисков, штангу круглого, квадратного или шестигранного сечения и пружинные боронки. На раме устройства дополнительно установлен конический или червячный редуктор, входной вал которого соединен с независимым или синхронным валом отбора мощности трактора карданным валом. На выходном валу редуктора дополнительно установлена сменная звездочка, соединенная цепью с дополнительной сменной звездочкой на переднем промежуточном валу устройства. На выходном валу редуктора установлена предохранительная муфта. Предохранительная муфта установлена также на валу в верхней части грядиля штанги. Количество зубьев сменных звездочек устройства подбирается в зависимости от вида привода вала отбора мощности трактора, передаточного отношения редуктора с таким расчетом, чтобы в различных условиях эксплуатации отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков батарей игольчатых дисков находилось для передних батарей в пределах от 0,76 до 1,18, а для задних в пределах от 0,62 до 1,38. Отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости штанги должно быть в пределах от 0,74 до 0,78. Такое конструктивное выполнение позволит получить значительное повышение урожайности и снизить удельные затраты на единицу сельскохозяйственной продукции за счет придания поверхностному слою мелкозернистой структуры для создания условий влагонакопления и влагосбережения. 2 ил.

Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, последовательно установленные на ней два ряда батарей игольчатых дисков, кронштейны и грядили со штангой квадратного, круглого или шестигранного сечения, пружинные боронки, передний и задний промежуточные валы, карданные валы, цепные передачи со сменными звездочками, отличающееся тем, что на раме дополнительно установлен конический или червячный редуктор, входной (ведущий) вал редуктора соединен карданным валом с независимым или синхронным валом отбора мощности трактора, на выходном (ведомом) валу редуктора установлена сменная звездочка, на переднем промежуточном валу установлена дополнительная сменная звездочка, при этом подбором числа зубьев сменных звездочек отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости дисков батарей игольчатых дисков для передних батарей устанавливается в пределах от 0,76 до 1,18, а для задних в пределах от 0,62 до 1,38, отношение поступательной скорости движения агрегата к окружной скорости штанги - в пределах от 0,74 до 0,78, а на выходном валу редуктора и валу пустотелого грядиля штанги установлены предохранительные муфты.