ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ МОДУЛЬ Российский патент 2003 года по МПК A01B49/02 A01B31/00 

Изобретение относится к почвообрабатывающим орудиям, в частности к выравнивателям поверхностного слоя почвы после ее рыхления.

Одной из операций обработки почвы, входящей в комплекс последовательно выполняемых работ, является операция выравнивания поверхности взрыхленного поля с разрушением комьев выравнивающими и прикатывающими приспособлениями, которые могут использоваться как в одномерном модульном варианте, так и в составе комбинированных агрегатов, совмещающих вспашку (рыхление), выравнивание (планирование), боронование, прикатывание.

Известно выравнивающее орудие ВПН-5, 6, входящее в состав комбинированного устройства обработки почвы [1]. Оно включает раму, выравнивающие рабочие органы, бороны и разравниватели. Рабочие органы выравнивателя представляют собой шесть отрезков металлических органов, жестко закрепленных на подрамник под углом 70-90^o к направлению движения, последний - к общей несущей раме орудия. Недостатком этого выравнивателя является неизменная (постоянная) нагрузка давления на поверхность почвы через раму, подрамник, уголки. Это приводит к следующему. При повышенной влажности верхнего слоя почвы происходит налипание с последующим прессованием почвы вместе с растительными остатками на рабочие органы, что влечет за собой нагорт и забивание выравнивателя. При сухом верхнем слое почвы разрушение комьев почвы, как правило, не обеспечивается. При нормальной влажности верхнего слоя почвы по зяблевой вспашке засыпание глубоких борозд, которые всегда присутствуют, не обеспечивается, что отрицательно влияет на качество посева семян, на урожайность. Для достижения нужного качества работы выравнивателя дополнительно используют, в частности, бороны или катки. Вместе с тем, если выравниватель натолкнется на посторонний предмет, что имеет место в практике, с большим заглублением в почве, то неизбежно из-за жесткости конструкции произойдет поломка рабочего органа выравнивателя.

Известен комбинированный пахотный агрегат с приспособлением ПКА-2А для выравнивания поверхности поля [2]. Он включает плуг, волокушу, каток и сцепки для них. Волокуша представляет собой металлический уголок 80•80 мм, установленный под углом к линии движения плуга посредством тяг гибких и кронштейнов. Тяги жестко прикреплены своими концами к волокуше и кронштейнам, т. е. с постоянным нерегулирующим углом. Поскольку волокуша не обеспечивает нужного разрушения комьев, выравнивания поверхности и засыпания глубоких борозд по зяблевой вспашке, поэтому агрегат дополнительно оснащается кольчатым катком, но и после катка остаются следы глубоких борозд.

Наиболее близким техническим решением является выравниватель ПЛН-4-35 [3] в составе комбинированного пахотного агрегата. Он состоит из рамы, на которой смонтированы катки и выравниватели. Выравниватель состоит из швеллера металлического или доски толщиной 50 мм и шириной 200 мм, окантованной металлическим уголком, а также рычагов, шарнирно крепящихся к раме. Нижние концы рычагов жестко связаны с доской, верхние - через пружину растяжения - с рамой. Это позволяет в определенной мере оказывать воздействие выравнивателя на гребни. В этой конструкции сделана попытка создания свободных переменных нагрузок. Но поскольку задача получения нужного качества не достигается, дополнительно ввели катки с ящиками для загрузки балласта, увеличивая давление на поверхность почвы. Но при повышенной влажности по верхнему слою почвы происходит ее налипание на рабочие органы вместе с остатками растительности и дальнейшим прессованием; в результате образуются нагорты и агрегат забивается. Это требует остановки агрегата для его очистки, что связано с большими потерями рабочего времени и тяжелым ручным трудом. К тому же слишком металлоемкая конструкция и большая габаритность по длине в целом влияют на экономические показатели - производительность и расход топлива.

В основу настоящего изобретения поставлены задачи создания самоочищающегося, малогабаритного и мобильного в работе орудия (почвовыравнивателя) с разрушением комьев почвы, завалом глубоких борозд, с возможностью дистанционного механизированного управления усилием, прилагаемого к волокуше принудительно в необходимых случаях. Модульное исполнение позволяет его использовать как автономно, так и в комплексе с почвообрабатывающими агрегатами.

Поставленная задача решается тем, что выравниватель поверхностного слоя почвы, содержащий волокушу, гибкие тяги, связанные с волокушей, отличающийся тем, что он снабжен механизмом дистанционного управления усилием прижима волокуши к поверхности почвы, выполненного в виде платформы, на которой в подшипниковых опорах установлена с возможностью поворота ось, кулиса, которая одним концом жестко связана с осью, а другим - шарнирно со штоком силового цилиндра, рычагов, закрепленных на упомянутой оси и связанных с гибкими регулируемыми по длине тягами, противоположные концы которых соединены с подшипниковыми корпусами волокуши.

Изобретение характеризуется тем, что волокуша выполнена в виде цилиндрической балки с мерными ребордами вдоль ее оси на наружной поверхности, в шахматном порядке по ее окружности. Посредством такого конструктивного решения стало возможным дистанционное управление работой волокуши, создающее принудительно изменяемую нагрузку на волокушу в зависимости от состояния поверхностного слоя почвы (гребни, комья, борозды) и требуемых условий планирования поверхностного слоя почвы.

Изменение нагрузки достигается изменением углов подъема, образованных между линиями горизонта обрабатываемого поля и гибкими тягами волокуши. Изменение углов подъема в свою очередь достигается поворотом оси, смонтированной на платформе, посредством кулисы, связанной шарнирно с силовым цилиндром, управляемым непосредственно из кабины трактора. Благодаря принципиальному изменению нагрузки на волокушу достигается нужное качество сглаживания гребней, разрушения комьев и частичного завала (засыпания) более глубоких борозд. Полное засыпание глубоких борозд достигается разностью длин тяг, которые образуют угол схода почвы относительно планируемой поверхности поля. Вращение волокуши в подшипниках обеспечивает ее самоочищение и исключает образование нагортов.

Регулируемое усилие, прикладываемое к волокуше, позволило исключить использование дополнительно устанавливаемых за выравнивателем катков с балластным грузом, различных борон и других приспособлений. Это один из главных экономических показателей в агрегатировании почвообрабатывающих комплексов. К тому же предложенная конструкция придала агрегату повышенную маневренность из-за значительного сокращения габаритности по длине, дала возможность работать на повышенных скоростях, добиться качества рыхления (вспашки) почвы с соблюдением агрономических требований, независимо от состава и содержания обрабатываемого поля, упразднить ненужные затраты на производство в сельхозмашиностроении дополнительных приспособлений. Для регионов рискованного земледелия, в частности Северного Кавказа, почвообрабатывающий модуль повышает качество мульчирования поверхностно обработанного слоя почвы, что непосредственно влияет на влагосбережение, а значит - на обеспечение урожайности возделываемых культур - зерново-бобовых, овощных, бахчевых, пропашных и картофеля.

Предложенная конструкция прошла испытания в составе послойно-почвообрабатывающего агрегата (см. заявку 99109495 от 11.05.99, по которой принято решение о выдаче патента) на полях Краснодарского края с различным их содержанием и при различных погодных условиях. Акт по результатам испытания прилагается.

На чертежах схематически изображен почвообрабатывающий модуль. Вид сверху - фиг. 1, вид сбоку - фиг. 2.

Почвообрабатывающий модуль, одновременно производящий выравнивание поверхностного слоя почвы с разрушением комьев и завалов глубоких борозд после рыхления (вспышки), выполнен в виде платформы 1, на которой смонтированы подшипниковые опоры 2 и 3, силовой цилиндр 4, например гидравлический; в опорах 2 и 3 установлена с возможностью поворота ось 5, на которой закреплена дугообразная кулиса 6, шарнирно связанная со штоком 7 цилиндра 4. По краям оси 5 закреплены жестко рычаги 8 и 9, связанные с гибкими тягами 10 и 11, выполненными, например, из круглозвенных цепей. Волокуша 12 установлена в подшипники 13 и 14, смонтированные известным способом в корпусах, к которым крепятся тяги 10 и 11. Волокуша 12 выполнена в виде цилиндрической балки с шейками на концах под подшипники. На наружной поверхности балки вдоль ее оси имеются мерные реборды 15, расположенные по окружности в шахматном порядке. Тяги 10 и 11 каждая в отдельности могут регулироваться по длине, для чего на рычагах 8 и 9 предусмотрены крючья. Шарнирная связь штока 7 с кулисой 6 может быть выполнена в виде серьги и соединительного пальца или другим известным способом.

Почвообрабатывающий модуль работает следующим образом. К известному послойно почвообрабатывающиму агрегату (на чертеже не показан) крепится на раму платформа 1 выравнивателя, гидроцилиндр 4 шлангами связывается с гидросистемой трактора для получения требуемого усилия прижима волокуши к поверхности почвы, тяги 10 и 11 предварительно устанавливаются на угол подъема β к поверхности почвы, который определяется визуально в зависимости от содержания поля и состояния почвы. Подбирается угол схода α по направлению движения волокуши 12, обеспечивающий засыпание борозд и сглаживание гребней на взрыхленной почве путем изменения длины одной из тяг 10 и 11. При движении агрегата волокуша 12, установленная под углом схода α к линии движения с отрегулированными углами подъема β давлением на поверхности почвы, разрушает комья, засыпает борозды и планирует поверхность почвы с одновременным самоочищением. Таким образом достигается соответствие взрыхленной и спланированной поверхности почвы агрономическим требованиям.

Источники информации
1. В.Н. Дроздов, В.Ф. Кондеев. Комбинированные почвобрабатывающие посевные машины. М.: Нива России, 1992 г., стр. 53-54, рис. 20.

2. Там же. Стр. 30-31, рис.13.

3. Там же. Стр. 32-33, рис.14 (прототип)
4. SU 519154, А 01 В 49/02, 30.06.76.

5. SU 302059, А 01 В 49/02, 28.04.71.

6. Мацепуро О. М. Механизация предпосевного выравнивания почвы. Урожай 1987 г.

7. П.А. Забазный, Ю.П. Буряков, Ю.Г. Карцев и др. Краткий справочник агронома. М.: Колос, 1983 г., стр. 13.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для выравнивания поверхностного слоя взрыхленной почвы. Модуль содержит платформу, на которой смонтирован гидроцилиндр. Гидроцилиндр связан трубопроводом с гидросистемой трактора. Модуль имеет ось, установленную в подшипниковых опорах, и кулису, закрепленную одним концом на ось. Другим концом кулиса шарнирно связана со штоком гидроцилиндра. На концах оси закреплены рычаги. Концы рычагов соединены с гибкими тягами. Противоположные концы гибких тяг связаны с подшипниковыми корпусами. Подшипниковые корпуса установлены на концах оси волокуши. Волокуша выполнена в виде цилиндрической балки с ребордами. Реборды расположены на ее наружной поверхности по окружности в шахматном порядке. Применение изобретения позволит обеспечить качественное планирование взрыхленной почвы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Почвообрабатывающий модуль, например выравниватель поверхностного слоя почвы, содержащий волокушу и связанные с ней гибкие тяги, отличающийся тем, что он снабжен механизмом дистанционного управления усилием прижима волокуши к поверхности почвы, выполненным в виде платформы, на которой в подшипниковых опорах установлена с возможностью поворота ось, кулиса, одним концом жестко связанная с осью, а другим - шарнирно со штоком силового гидроцилиндра, рычаги, закрепленные на упомянутой оси и связанные с гибкими, регулируемыми по длине тягами, противоположные концы которых связаны с корпусами подшипников, установленных на волокуше. 2. Почвообрабатывающий модуль по п. 1, отличающийся тем, что волокуша выполнена в виде цилиндрической балки с мерными ребордами, расположенными на наружной поверхности в шахматном порядке.