СЕКЦИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КОМБИНИРОВАННОГО ГРЕБНЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК A01B13/02 A01B39/14 

Предлагаемое изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к комбинированным машинам для подготовки почвы к посадке картофеля в гребни.

Известна секция пропашного культиватора, состоящая из грядиля, на котором последовательно закреплены разрезной дисковый нож, плоскорежущая лапа, игольчатые диски, установленные под острым углом к направлению перемещения, и гребнеобразующие рабочие органы в виде пары сферических дисков, обращенных выпуклостью к продольной оси секции и установленных под тупым углом к направлению перемещения (а. с. СССР 2063668, кл. А 01 В 39/08, 39/18, 13/02, 1993).

Недостатками данного устройства являются невысокое качество рыхления почвы и гребнеобразования, а также перемещение растительных остатков в междугребневые борозды.

Наиболее близкое по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное нами в качестве прототипа комбинированное орудие для нарезки гребней, содержащее раму с последовательно установленными на ней дисковым ножом, рабочим органом с закрепленным к нему прутковым стернеотводом для отвода стерни за ширину захвата орудия, предназначенным для подрезания стерневого покрова снизу, рыхлителем и гребнеобразующим рабочим органом, выполненным в виде двух сферических дисков, обращенных вогнутостью в сторону продольной оси симметрии орудия для нарезки гребня (а.с. СССР 1549490, кл. А 01 В 13/02, 39/14, 1988).

Недостатками этого комбинированного орудия являются смещение растительных остатков из зоны образования гребня, что нежелательно при выращивании картофеля, так как происходит обеднение почвы продуктами разложения, недостаточно качественное рыхление почвы, высокое тяговое сопротивление гребнеобразующих рабочих органов, недостаточно качественное формирование профиля гребня.

Указанные недостатки обуславливаются следующими причинами.

Развитие столонов и процесс клубнеобразования картофеля зависят от физических свойств почвы и снабжения растений питательными веществами, которые улучшаются в процессе разложения растительных остатков. Поэтому исключение растительных остатков из зоны образования гребня приводит к уменьшению содержания в нем продуктов разложения, ухудшая физические свойства почвы и снабжение картофеля питательными веществами.

При движении рыхлителя пласт почвы подрезается и подается вверх, перемещаясь по поверхности рыхлителя. Происходит "взмет" пласта почвы, который затем "обрушивается" на дно борозды. В момент "взмета" пласта почвы за счет повышения внутренних напряжений почвенного вороха образуются трещины, которые направлены вдоль линии "скола" пласта почвы. Внутренние напряжения почвенного вороха в зоне его непосредственного контакта с поверхностью рыхлителя являются максимальными и уменьшаются по мере их удаления от поверхности рыхлителя к поверхности обрабатываемого слоя за счет гашения силами внутреннего трения почвы. Следовательно, степень распределения трещин, которые определяют агрегатный состав, зависит от толщины обрабатываемого слоя. Таким образом, после прохода рыхлителя, установленного на глубине основания гребня, в поверхностном слое формируется агрегатный состав с крупнокомковатой структурой, что позволяет утверждать о недостаточно качественном рыхлении почвы.

После "обрушивания" пласта почвы с рыхлителя на дно борозды нижняя часть пласта почвы под действием собственной силы тяжести находится в состоянии пассивного контакта с поверхностью подпахотного горизонта. Состояние пассивного контакта нижней части пласта почвы с поверхностью подпахотного горизонта характеризуется силами сцепления обработанного слоя почвы с необработанным слоем почвы и максимальной связностью структурных элементов в обоих слоях почвы. При перемещении сферическими дисками части обработанного рыхлителем почвенного вороха возникают внутренние напряжения, которые распространяются в обработанном и необработанном слоях почвы, что приводит к увеличению сил внутреннего трения почвы. Увеличение сил внутреннего трения почвы приводит к увеличению сопротивления почвенного вороха перемещению сферическими дисками, а значит к высокой энергоемкости процесса гребнеобразования.

В процессе формирования гребня сферическими дисками почвенный ворох распределяется неравномерно. В результате вершина гребня имеет разный по форме овальный профиль, а также после прохода гребнеобразователя почва осыпается на дно борозды и линия наклона гребня в поперечном сечении располагается по углу естественного откоса. В результате получается невысокий гребень с разной по форме вершиной, следовательно, происходит некачественное формирование профиля гребня.

Технической задачей является повышение качества подготовки почвы к посадке картофеля в гребни и снижение энергоемкости процесса гребнеобразования.

Указанная задача достигается в секции рабочих органов комбинированного гребнеобразователя, содержащей раму, на которой последовательно закреплены дисковый нож, рыхлитель и гребнеобразующие рабочие органы, выполненные в виде двух сферических дисков, обращенных вогнутостью в сторону продольной оси симметрии секции рабочих органов, где согласно изобретению нижние концы сферических дисков расположены над задней кромкой рыхлителя с расстоянием между их передними концами, равном ширине захвата рыхлителя, а секция рабочих органов гребнеобразователя снабжена одинаковыми катками-деформаторами, симметрично установленными перед рыхлителем таким образом, что плоскость вращения катков-деформаторов совпадает с направлением движения секции, при этом передняя пара катков-деформаторов расположена над передней кромкой рыхлителя так, что их ось вращения совпадает с передней кромкой рыхлителя в вертикальной плоскости, а задняя пара катков-деформаторов установлена на периферийной части секции гребнеобразователя со смещением назад относительно передней пары катков-деформаторов на величину их радиуса, кроме того, позади сферических дисков расположен симметричный профильный каток, который закреплен шарнирно на подпружиненной рамке, смонтированной на конце рамы секции, причем ширина профильного катка равна расстоянию между нижними концами сферических дисков, а его середина плоскостью вращения совпадает с продольной осью симметрии секции рабочих органов.

Кроме того, катки-деформаторы подпружинены в вертикальной плоскости и снабжены смонтированной на раме индивидуально-поводковой одношарнирной системой крепления, а сферические диски установлены на подпружиненных в вертикальной плоскости стойках.

Благодаря такому выполнению секции рабочих органов комбинированного гребнеобразователя обеспечивается повышение качества подготовки почвы к посадке картофеля в гребни и снижение энергоемкости процесса гребнеобразования. При перемещении по полю рыхлитель, установленный на глубине ниже основания гребня, подрезает и подает пласт почвы вверх. Происходит "взмет" пласта почвы, который затем "обрушивается" на дно борозды. От воздействия поверхности рыхлителя в момент "взмета" пласта почвы происходит повышение внутренних напряжений почвы. Катки-деформаторы, установленные перед рыхлителем в зоне "взмета" пласта почвы, оказывают давление на почвенный пласт за счет пружин сжатия. Таким образом, создаются условия для возникновения в этой зоне комбинированных напряжений благодаря смятию почвы рыхлителем и катками-деформаторами. Поэтому рыхлитель в сочетании с катками-деформаторами качественно рыхлит почву. Причем индивидуально-поводковая одношарнирная система крепления катков-деформаторов дает возможность избежать сволакивания почвы и поломок механизма и обеспечивает независимую работу каждому катку-деформатору. При движении секции гребнеобразователя разрыхленный почвенный ворох сходит с рыхлителя. В этой зоне за счет временного состояния "обрушивания" структурные элементы почвы обладают минимальной связностью. Почва способна оказывать малое сопротивление обработке. Поэтому тяговое сопротивление сферических дисков, установленных в зоне "обрушивания" над задней кромкой рыхлителя, уменьшается, что позволяет проводить операцию гребнеобразования с наименьшими энергозатратами. Сферические диски разрезают, дополнительно рыхлят и оборачивают часть почвенного вороха с периферийной части в центр секции, нарезая высокообъемистый почвенный гребень с заделанными внутрь него растительными остатками. Благодаря тому что сферические диски смонтированы на подпружиненных в вертикальной плоскости стойках, они лучше копируют поверхность поля и тем самым нарезают равномерные по размерам почвенные гребни. Профильный каток, расположенный позади сферических дисков, уплотняет поверхностный слой вершины гребня с мелкокомковатой структурой и придает ей постоянную трапецеидальную форму, копируя микрорельеф поля благодаря шарнирному креплению. В результате создаются условия для качественного формирования клубней картофеля, что повышает урожайность и позволяет улучшить показатели работы машин для комбайновой уборки картофеля благодаря обоснованному в данном изобретении взаимному расположению рабочих органов секции гребнеобразователя.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - схема секции рабочих органов комбинированного гребнеобразователя, вид сбоку; на фиг. 2 - расположение рабочих органов секции гребнеобразователя относительно продольной оси секции гребнеобразователя, вид сверху; на фиг. 3 - расположение зон "взмета" и "обрушивания" пласта почвы относительно рыхлителя, вид сверху.

Секция рабочих органов гребнеобразователя содержит раму 1, на которой последовательно установлены дисковый нож 2, рыхлитель 3 в виде плоскорежущего ножа, гребнеобразующие рабочие органы в виде двух сферических дисков 4, установленных под острым углом к направлению перемещения и обращенных вогнутостью в сторону продольной оси секции. Для качественного рыхления почвы перед рыхлителем 3 к раме 1 прикреплены четыре одинаковых катка-деформатора 5, сдавливающих почву за счет пружин сжатия 6 в зоне "взмета" пласта почвы (зона А). Катки-деформаторы 5 установлены симметрично и снабжены индивидуально-поводковой одношарнирной системой крепления 7, смонтированной на раме 1. Плоскость вращения катков-деформаторов 5 совпадает с направлением движения секции. Ось вращения передней пары катков-деформаторов 5 находится над передней кромкой 8 рыхлителя 3. Задняя пара катков-деформаторов 5 расположена на периферийной части секции гребнеобразователя со смещением назад относительно передней пары на величину их радиуса. Для уменьшения тягового сопротивления сферических дисков 4, а значит снижения энергоемкости процесса гребнеобразования, они установлены в зоне "обрушивания" почвенного вороха (зона В). Причем нижние концы сферических дисков 4 находятся над задней кромкой 9 рыхлителя 3, а расстояние между их передними концами равно ширине захвата рыхлителя 3. Для лучшего копирования поверхности поля и тем самым получения равномерных по размерам почвенных гребней сферические диски 4 установлены на подпружиненных в вертикальной плоскости стойках 10. Позади сферических дисков 4 расположен симметричный профильный каток 11, предназначенный для поверхностного уплотнения вершины гребня и придания ему постоянной формы. Ширина профильного катка 11 равна расстоянию между нижними концами сферических дисков, а его середина плоскостью вращения совпадает с продольной осью секции. Профильный каток 11 шарнирно установлен на подпружиненной рамке 12, смонтированной на конце рамы 1 секции.

Секция рабочих органов комбинированного гребнеобразователя работает следующим образом.

При перемещении по полю дисковый нож 2 разрезает пласт почвы с растительными остатками. Расположенный за ножом 2 рыхлитель 3 в сочетании с катками-деформаторами 5 качественно рыхлит почву, а сферические диски 4 нарезают почвенный гребень, после чего профильный каток 11 окончательно формирует гребень нужного профиля благодаря обоснованному в данном изобретении взаимному расположению их рабочих органов.

При движении рыхлителя 3, установленного на глубине основания гребня, пласт почвы подрезается и подается вверх. Происходит "взмет" пласта почвы (зона А), который затем "обрушивается" на дно борозды (зона В). От воздействия поверхности рыхлителя 3 в зоне А происходит повышение внутренних напряжений почвенного пласта. Катки-деформаторы 5, установленные перед рыхлителем 3 в зоне А, оказывают давление на почву за счет пружин сжатия 6. Создаются условия для возникновения в этой зоне комбинированных напряжений благодаря смятию почвы рыхлителем 3 и катками-деформаторами 5. При попадании большого кома почвы или камня в зону А за счет индивидуально-поводковой одношарнирной системы крепления 7 каток 5 приподнимается и в сочетании с рыхлителем 3 либо вытесняют инородный объект за ширину захвата секции, либо пропускают его, частично или полностью раздрабливая. В результате происходит качественное рыхление обрабатываемого пласта почвы.

При движении секции гребнеобразователя, разрыхленный почвенный ворох сходит с рыхлителя 3 (зона В). В этой зоне за счет временного состояния "обрушивания" структурные элементы почвы обладают минимальной связностью. Почва способна оказывать малое сопротивление обработке. Поэтому тяговое сопротивление сферических дисков 4, установленных в зоне В над задней кромкой 9 рыхлителя 3, уменьшается, что позволяет проводить операцию гребнеобразования с наименьшими энергозатратами. Сферические диски разрезают, дополнительно рыхлят и оборачивают часть почвенного вороха с периферийной части в центр секции, нарезая высокообъемистый почвенный гребень с заделанными внутрь него растительными остатками. Благодаря тому, что сферические диски 4 смонтированы на подпружиненных в вертикальной плоскости стойках 10, они лучше копируют поверхность поля и тем самым нарезают равномерные по размерам почвенные гребни. Профильный каток 11, расположенный позади сферических дисков 4, уплотняет поверхностный слой вершины гребня и придает ей постоянную трапецеидальную форму, копируя микрорельеф поля за счет шарнирного крепления.

Таким образом, секция рабочих органов комбинированного гребнеобразователя за один проход качественно рыхлит почву и нарезает гребень с заделанными в него растительными остатками.

В сравнении с известными устройствами аналогичного назначения предлагаемое изобретение обеспечивает более качественное рыхление почвы и формирование почвенных гребней с улучшенным агрегатным составом, а значит повышение качества подготовки почвы к посадке картофеля в гребни, что повышает урожайность этой культуры и позволяет улучшить показатели работы машин для комбайновой уборки картофеля. Сочетание рыхлителя, выполненного в виде плоскорежущего ножа, и катков-деформаторов может быть использовано для качественной предпосевной подготовки почвы под любые сельскохозяйственные культуры. Кроме того, использование изобретения позволяет снизить энергоемкость процесса гребнеобразования.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для подготовки почвы к посадке картофеля в гребни. Секция рабочих органов содержит раму, на которой последовательно закреплены дисковый нож, рыхлитель и гребнеобразующие рабочие органы. Гребнеобразующие рабочие органы выполнены в виде двух сферических дисков, обращенных вогнутостью в сторону продольной оси симметрии секции рабочих органов. Перед рыхлителем симметрично установлены одинаковые катки-деформаторы, плоскость вращения которых совпадает с направлением движения секции. Передняя пара катков-деформаторов расположена над передней кромкой рыхлителя так, что их ось вращения совпадает с передней кромкой рыхлителя в вертикальной плоскости. Задняя пара катков-деформаторов установлена на периферийной части секции гребнеобразователя со смещением назад на величину радиуса катка-деформатора. Нижние концы сферических дисков расположены над задней кромкой рыхлителя с расстоянием между их передними концами, равном ширине захвата рыхлителя. Позади сферических дисков расположен симметричный профильный каток, плоскость вращения которого совпадает с направлением перемещения. Ширина профильного катка равна расстоянию между нижними концами сферических дисков. Такое конструктивное выполнение секции рабочих органов комбинированного гребнеобразователя обеспечивает качественную подготовку почвы к посадке картофеля в гребни и снижение энергоемкости процесса гребнеобразования. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Секция рабочих органов комбинированного гребнеобразователя, содержащая раму, на которой последовательно закреплены дисковый нож, рыхлитель и гребнеобразующие рабочие органы, выполненные в виде двух сферических дисков, обращенных вогнутостью в сторону продольной оси симметрии секции рабочих органов, отличающаяся тем, что нижние концы сферических дисков расположены над задней кромкой рыхлителя с расстоянием между их передними концами, равном ширине захвата рыхлителя, а секция рабочих органов гребнеобразователя снабжена одинаковыми катками-деформаторами, симметрично установленными перед рыхлителем таким образом, что плоскость вращения катков-деформаторов совпадает с направлением движения секции, при этом передняя пара катков-деформаторов расположена над передней кромкой рыхлителя так, что их ось вращения совпадает с передней кромкой рыхлителя в вертикальной плоскости, а задняя пара катков-деформаторов установлена на периферийной части секции гребнеобразователя со смещением назад относительно передней пары катков-деформаторов на величину их радиуса, кроме того, позади сферических дисков расположен симметричный профильный каток, который закреплен шарнирно на подпружиненной рамке, смонтированной на конце рамы секции, причем ширина профильного катка равна расстоянию между нижними концами сферических дисков, а его середина плоскостью вращения совпадает с продольной осью симметрии секции рабочих органов.2. Секция по п.1, отличающаяся тем, что катки-деформаторы подпружинены в вертикальной плоскости и снабжены смонтированной на раме индивидуально-поводковой одношарнирной системой крепления.3. Секция по п.1, отличающаяся тем, что сферические диски установлены на подпружиненных в вертикальной плоскости стойках.