МАШИНА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГРЕБНЕЙ Российский патент 2002 года по МПК A01B13/02 A01B35/08 A01B35/22 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для формирования гребней при возделывании пропашных - картофеля и овощных культур в зонах с недостаточным или избыточным увлажнением, а также к рабочим органам для щелевания почвы.

Известны рабочие органы для щелевания почвы, включающие вертикальную стойку с ножевыми накладками, расположенными в шахматном порядке под углом друг к другу [1].

Известны также рабочие органы, содержащие стойку с долотом и башмак, имеющий шарнирно-демпферную связь со стойкой [2].

Общим недостатком рабочих органов является некачественное щелевание почвы. После прохода рабочего органа разрыхленные стенки прорезанной щели осыпаются, засыпая ее рыхлой почвой или смыкаются, оставляя на поверхности поля след в виде царапины. В результате этого накопление или отвод излишней влаги из почвы в неблагоприятные годы не обеспечивается, а если какая-то влага и улавливается щелью, то она просачивается в грунт, или же испаряется через рыхлую почву в щели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из секции фрез, в передней части которых установлен щелерез, и кожуха, закрывающего их [3] (прототип).

Недостатком подобной машины является недостаточно качественное щелевание и прокладка дрены. При перемещении машины прорезанная стойкой щель и проложенная дрена засыпаются одновременно рыхлой почвой, разрыхленной следом движущейся фрезой. Кроме того, прорезанные под рыхлым гребнем щель и дрена не аккумулируют как накопители необходимую в достаточной степени влагу для растений в течение вегетационного периода, просачившаяся и пропитавшаяся в рыхлую почву влага практически испаряется, не оказывая положительного воздействия на процесс развития растений.

Задачей изобретения является улучшение качества щелевания почвы и формирования гребней.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в машине для формирования гребней, включающей секции фрез, в передней части которых установлен щелерез и кожух, закрывающий их, согласно изобретению кожух - гребнеформирователь выполнен цельнометаллическим в виде отдельных усеченных четырехугольных пирамид с равнобочными трапецеидальными сечениями, расположенными в ряд - фронтально, выходная, суживающаяся часть поверхности которых - бороздкоделатель выполнена в виде прямого кругового полуконуса с образующей поверхностью, направленной в сторону движения, а за кожухом - гребнеформирователем под углом β к его основанию установлен щелерез активного действия, выполненный в форме трехгранной призмы с основанием в виде винтового шнека с приводом.

Сравнение заявляемого изобретения с прототипом показывает, что новыми являются кожух - гребнеформирователь с трапецеидальным сечением и механизмом регулировки его относительно несущей рамы машины, способствующие получению необходимых соответственно геометрических параметров и показателей формируемого гребня, в частности высоты 30 см, ширины по основанию 90 см, ширины по вершине 20 см, плотности почвы 1,0-1,2 г/см³, соответствующих агротехническим требованиям возделывания картофеля на суглинистых по механическому составу почвах. Новым также является установленный непосредственно за кожухом - гребнеформирователем под углом β, в частности 40^o, к его основанию активный щелерез с винтовым шнеком, способствующий более эффективному выполнению технологической функции.

Технологический процесс, выполняемый активным щелерезом, происходит в благоприятной почвенной среде с необходимой плотностью разрыхленной фрезами почвы, и после прохода прорезанная щель дополнительно уплотняется пассивной частью щелереза (боковыми гранями), а частично осыпавшаяся почва винтовым шнеком выводится наружу и ссыпается в междурядья. Что же касается смыкания стенок и забивания щели вследствие обвала гребня, то он практически исключен, так как прорезанная щель проходит в стороне - на расстоянии а от горизонтальной координаты центра тяжести (Ц.т.) формированного гребня и b - от его вертикальной координаты ниже основания, в частности на 8-10 см.

Кроме того, новым является и бороздкоделатель, дополняющий выходную, верхнюю суживающуюся часть поверхности гребнеоформителя и прорезающий дополнительную влагонакапливающую бороздку на вершине гребня.

Все это способствует более эффективному возделыванию сельскохозяйственных культур, в частности картофеля, на гребнях и особенно в зонах с недостаточным или избыточным увлажнением почвы.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию изобретения "новизна".

Заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как обеспечивает улучшение качества щелевания почвы и для специалиста является неочевидным.

Заявляемое изобретение соответствует критерию "промышленная применяемость", ибо оно может использоваться в сельхозмашиностроении при разработке почвообрабатывающих машин и орудий для возделывания сельскохозяйственных культур на гребнях.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена машина для формирования гребней, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 изображен щелерез в изометрии; на фиг.4 показана принципиальная схема щелереза, вид в плане; на фиг.5 - то же, вид сзади; на фиг. 6 представлен схематический разрез почвы после формирования гребней.

Машина для формирования гребней состоит из несущей рамы 1 с навесным устройством 2, опорных колес 3, центрального редуктора 4, передающего вращение от ВОМ трактора (не показано) через карданный 5 и трансмиссионный 6 валы к боковым редукторам 7 привода секций фрез 8, закрытых сверху кожухом - гребнеформирователем 9, активного щелереза 10 с приводом и бороздкоделателя 11.

Кожух - гребнеформирователь 9 цельнометаллический с шарнирным соединением 12 и механизмом регулировки 13 его по высоте относительно несущей рамы 1 машины. Он выполнен в форме отдельных усеченных четырехугольных пирамид с равнобочными трапецеидальными сечениями, расположенных фронтально в ряд и суживающихся по длине в поперечном сечении. Суживающаяся выходная часть поверхности гребнеформирователя 9 - бороздкоделатель 11 выполнен в виде прямого кругового полуконуса с нижней образующей его поверхности, направленной в сторону движения.

Активный щелерез 10 выполнен в виде трехгранной равнобочной призмы с основанием, представляющим собой винтовой шнек 14 с приводом и установленным за кожухом 9 под углом β к его основанию. Привод винтового шнека 14 осуществлен шарниром Гука 15, коническими редукторами 16 и 17, телескопическим карданным валом 18 через трансмиссионный вал 6 (возможны гидро-, электро- и комбинированные приводы).

Крепление активного щелереза 10 с приводом к кожуху - гребнеформирователю 9 жесткое при помощи несущей стойки 19, имеющей L-образную форму с площадкой для конического редуктора 16.

Машина работает следующим образом.

После посадки, в частности картофеля, на 10-й день вегетационного периода проводится междурядная обработка почвы с окучиванием - формированием гребней. Ранний и поздний сроки проведения операций нежелательны, особенно в годы с холодной весной, что ведет к изреживанию всходов и уменьшению количества стеблей в кусте, отрицательно сказывается на урожайности культуры. При оптимальных климатических условиях машиной проводится одноразовая обработка междурядий с одновременным формированием гребней.

Перед тем, как выехать в поле, навесным устройством 2 машину присоединяют к трактору, затем карданным валом 5 ВОМ соединяют с центральным редуктором 4 и переводят в транспортное положение. В поле машину опускают в рабочее положение, располагая секции фрез 8 в междурядьях посадок, а опорные колесами 3 и механизмом регулировки 13 соответственно устанавливают глубину рыхления, в частности 12-14 см, высоту гребней (30 см) и плотность разрыхленной почвы (1,0-1,2 г/см³) после формирования гребней.

При движении трактора (V=5 км/ч) и включении ВОМ крутящий момент через карданный вал 5, центральный редуктор 4, трансмиссионный вал 6 и боковой редуктор 7 передается секциям фрез 8, а через конический редуктор 17, телескопический карданный вал 18, конический редуктор 16 и шарнир 15 - винтовому шнеку 14 активного щелереза 10.

При этом вращающиеся ножи секций фрез 8 машины рыхлят почву и отбрасывают ее внутрь кожуха - гребнеформирователя 9, который формирует гребни 20 в соответствии со своими выходными геометрическими параметрами (ширина по основанию В=90 см, по вершине В^I=20 cм, высота h=30 см, угол откоса γ 60^o, плотность почвы 1,2 г/см³). Одновременно в формируемом гребне 20, в его основании 21 под маточным клубнем 22 на расстоянии b (8-10 см), под углом β (40-45^o) активным щелерезом 10 нарезается щель 23, а на вершине (по центру гребня 20) бороздкоделателем 11 - бороздка 24 шириной D (10 см). Вынутая часть неуплотненной и осыпавшейся со стенок нарезанной щели 23 почвы винтовым шнеком 14 выбрасывается в междурядья 25.

Таким образом, после прохода машины на поверхности почвы остаются полнопрофильные высокообъемные гребни и нарезанные щели, сформированные до появления всходов, обеспечивающие дополнительное клубнеобразование за счет оптимального водно-воздушного и температурного режимов.

Поскольку линейная скорость вращающегося винтового шнека 14 щелереза 10 превышает поступательную скорость машины (Vш>Vм), а базовая длина щелереза 10 его конструктивную, т.е. L>(В+R), которая способствует полному и непосредственному технологическому контакту срезанной почвы с шнеком 14, то вероятность полноценного выноса и выброса почвы в междурядья 25 гарантирована.

Что же касается статической устойчивости сформированного гребня 20 и эффективности активного щелереза 10 и бороздкоделателя 11, то устойчивость гребня 20 неоспорима - обвал и смыкание стенок щели 23 исключаются, так как прорезанная щель 23 проходит в стороне - на расстоянии а и b от центра тяжести гребня 20 и ниже его основания 21 и имеет достаточную плотность (1,2 г/cм³). Эффективность же прорезанной щели 23 и проведенной бороздки 24 несомненны. При угле β (40-45^o) наклона щели 23 высота b^I (влагозаборноотводящая) равна половине высоты гребня h (30 см) и составляет 25-20 cм, а ширина D бороздки 24 - половину ширины В^I гребня 20 по верху, т. е. D=0,5 В^I=10 см, что вполне приемлемо с точки зрения как накопления влаги, так и отвода ее излишков.

Конструктивное исполнение активного щелереза 10 и винтового шнека 14 и геометрические параметры их значений (диаметр шнека D=4 см, длина С=30 см, угол резания щелереза α =10^o (и его общая ширина L=20 см) обоснованы и способствуют эффективному выполнению технологического процесса.

Предлагаемое изобретение простое по изготовлению, надежно по работоспособности, эффективно при формировании гребней на возделывании сельскохозяйственных культур, в частности картофеля в зонах с недостаточным или избыточным увлажнением, и может найти широкое применение в области сельскохозяйственного машиностроения при изготовлении почвообрабатывающих машин и орудий.

Применение изобретения позволяет повысить качество формирования гребней и улучшить качество щелевания почвы.

Источники информации
1. SU N 242536, 25.04.1969.

2. Патент RU N 2004948, 1993.

3. SU N 139489, 1961.

Изобретение относится к сельхозмашиностроению, в частности к машинам для формирования гребней при возделывании пропашных культур, а также к рабочим органам для щелевания почвы. Машина для формирования гребней состоит из несущей рамы, навесного устройства, опорных колес, валов, секций фрез, кожуха-гребнеформирователя, активного щелереза и бороздкоделателей. Кожух-гребнеформирователь выполнен в виде усеченной четырехугольной пирамиды с равнобочным трапецеидальным сечением. Кожух имеет механизм регулировки параметров гребня и плотности почвы в нем. Щелерез создает условия как для отвода избыточной влаги, так и для ее накопления в неблагоприятное время. Технологический процесс, протекающий под действием щелереза, происходит в более однородной почвенной среде. Бороздкоделатель обеспечивает дополнительные возможности для накопления влаги. Применение изобретения позволит повысить качество формирования гребней и улучшить щелевание почвы. 6 ил.

Машина для формирования гребней, включающая секции фрез, в передней части которых установлен щелерез, и закрывающий их кожух-гребнеобразователь, отличающаяся тем, что кожух-гребнеобразователь выполнен цельнометаллическим в виде отдельных усеченных четырехугольных пирамид с равнобедренными трапецеидальными сечениями, расположенными в ряд фронтально, выходная сужающаяся часть поверхности которых - бороздкоделатель - выполнена в виде прямого кругового полуконуса, при этом образующая поверхности полуконуса направлена в сторону движения, а щелерез выполнен в виде трехгранной призмы с основанием в виде винтового шнека с приводом и установлен за кожухом под углом β к его основанию.