СПОСОБ ДЕБЛОКИРОВАННОГО ЩЕЛЕВАНИЯ ПОЧВЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК A01B37/00 A01B13/16 A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к технологическим процессам противоэрозионной обработки почвы и средствам их механизации для возделывания пропашных культур и междурядий многолетних насаждений в условиях горного и равнинного земледелия.

Известен способ щелевания почвы, включающий щелевание и рыхление почвы по ширине полос уплотнения движителей трактора (SU 1391514 А1, 30.04.1988).

Известно устройство для щелевания почвы, содержащее два щелевателя, каждый из которых имеет стойку, и ротационные рыхлители (SU 1391514 А1, 30.04.1988).

Недостатком известных способа и устройства является недостаточность и малая эффективность выполнения технологического процесса разуплотнения почвы после проходов тракторных сельскохозяйственных агрегатов, в особенности следов движителей гусеничных и колесных тракторов, а также необходимость больших энергетических затрат средствами механизации для восстановления необходимого рыхлого пахотного слоя почвы и водно-воздушного режима питания, необходимого для жизнедеятельности корневой системы сельхозкультур.

Предлагаемый способ и устройство устраняют отмеченные недостатки в том плане, что позволяют в едином технологическом цикле совмещать две технологические операции - деблокированное щелевание почвы и одновременное интенсивное рыхление (фрезерование) зоны деблокирования, причем с меньшими энергетическими затратами, то есть без использования дополнительного привода от трактора, а также обеспечением снижения общего сопротивления обрабатываемого слоя почвы.

Целью изобретения является повышение качества противоэрозионной обработки почвы и уменьшение сопротивления пахотного слоя по следам прохода движителей трактора путем улучшения водно-воздушного режима питания корневой системы растений.

Для достижения поставленной цели последовательно осуществляют две фазы технологических операций, когда первоначально проводят деблокированную нарезку двух щелей для каждой полосы следов прохода движителей трактора по ширине в 1,5 раза большей ширины полос и на глубину 15-20 см верхнего слоя почвы с одновременной интенсивной ротационной обработкой его в зонах деблокирования на глубину 10-12 см, затем во второй фазе вслед первой аналогично проводят деблокированную нарезку двух щелей для каждой полосы на глубину 30-40 см нижнего пахотного слоя с одновременной внутрипочвенной ротационной обработкой с перекрытием нижней части уже первоначально разрыхленного верхнего слоя и подошвы ниже глубины полного щелевания.

Вместе с тем, конструкция устройства имеет два щелевателя, каждый из которых имеет стойку, и ротационные рыхлители, расположенные в зоне деблокирования и поярусно смещенные относительно друг друга в направлении поступательного движения в вертикальной плоскости, выполнены по ширине захвата с перекрытием ножей по вертикали и соотносительным расположением их в шахматном порядке и диаметрально противоположно в противофазах вращении. Кроме того, оси вращении ротационных рыхлителей по концам связаны цепной передачей со звездочками синхронного вращения и передаточным отношением 1,5 от нижнего к верхнему.

На фиг.1 - приведена схема 1-ой фазы деблокированного способа щелевания почвы, где "В" - ширина колеи трактора; "а" - ширина полосы зоны деблокирования следов прохода движителей трактора; "в" - ширина следов прохода движителей трактора; "с" - ширина нарезки щели; "д" - ширина зоны деформации; "е" - перекрытие ножей верхнего и нижнего ротационных рыхлителей; "h_o", "h'_o" и "h", ''h''' - соответственно начальная и полная глубина деблокированного щелевания и ротационной обработки.

На фиг.1а - схема II-ой фазы деблокирования.

На фиг.2 - схема конструкции устройства для осуществления способа деблокированного щелевания почвы, вид сбоку.

На фиг.3 - схема конструкции устройства для осуществления способа деблокированного щелевания почвы одной полосы, вид сзади.

Устройство включает сблокированные на его раме щелеватели с ротационными рыхлителями, состоящие из: стоек 1; передних 2 и задних 3 щелерезов; выступов 4; верхнего 5 и нижнего 6 осей вращения ротационных рыхлителей в подшипниках качения 7 и пятах 8; ножей 9; верхних 10 и нижних 11 звездочек цепной передачи 12.

Сблокированные вертикальные стойки 1 расположены по ширине полосы зоны деблокирования "а" следов прохода движителей трактора (фиг.1) слева и справа от колеи трактора "В" и имеют (фиг.2, 3) и установлены с наклоном вперед под углом α по ходу движения передние щелерезы 2 и установленные с наклоном назад под углом α₂ задние щелерезы 3 соответственно для поярусной нарезки щелей верхнего слоя на глубину 15-20 см и нижнего пахотного слоя на глубину 30-40 см (фиг.1). На тыльной стороне щелерезов 3 в поперечной горизонтальной плоскости поярусно установлены - верхний надпочвенный и нижний внутрипочвенный ротационные рыхлители с осями вращения 5 и 6, сидящих в подшипниках 7 и пятах 8 с ножами 9. Ножи 9 надпочвенного и внутрипочвенного рыхлителя установлены относительно друг друга в шахматном порядке со смещением по осям вращений, диаметрально противоположно и с перекрытием ножей по вертикали (фиг.3). Верхний надпочвенный и нижний внутрипочвенный ротационные рыхлители по концам осей вращения 5, 6 имеют симметрично установленные в подшипниках качения 7, 8 звездочки 10, 11 с цепной передачей 12 синхронного вращения. Причем диаметр звездочек 11 больше диаметра звездочек 10 с соотношением, соответствующим всегда передаточному отношению, равному 1,5.

Выступы 4 щелерезов 3 расположены в горизонтальной плоскости и служат для крепления нижних звездочек 11 цепной передачи 12 посредством подшипников качения 7 и пят 8.

Технологический процесс деблокированного щелевания в процессе работы устройства при поступательном движении тракторного агрегата включает начальную фазу работы сблокированных справа и слева и установленных вслед движителям трактора рабочим органам, когда стойки 1 с щелерезами 2, 3 последовательно друг за другом заглубляются в почву, первоначально нарезая щель верхнего слоя на глубину 15-20 см по всей ширине справа и слева от полосы уплотнения почвы колесами или гусеницами трактора. Одновременно осуществляется самопроизвольное вращение ножей 9 надпочвенного ротационного рыхлителя под воздействием сопротивления встречного верхнего пласта в зоне деблокирования. Затем в фазе полного заглубления сблокированных щелерезов 3 с внутрипочвенными ротационными рыхлителями 9 на оси вращения 6 проводится нарезка щелей с активным рыхлением зоны деблокирования (то есть промежутка между ними) по всей ширине прохода гусениц (колес) трактора, причем активные ножи 9 рыхлителя на глубине пахотного слоя 30-40 см и расположенные на несколько большей глубине, чем щелерезы 3 одновременно рыхлят и ложе дна борозды. Интенсивность активного вращения ножей 9 в верхнем и нижнем слоях почвы обеспечивается за счет разницы сопротивлений почвы в них и в силу кинематической связи посредством звездочек 10, 11 цепной передачи с передаточным отношением 1,5 при обеспечении синхронности вращения осей 5, 6 с ножами 9, расположенными относительно друг друга на осях в шахматном порядке и диаметрально противоположно. Кроме того, интенсивности и синхронности активного вращения "сверху вниз" будет также способствовать перекрытие ножей 9 верхнего и нижнего ярусов, когда в их среднем промежутке вертикального разреза почвы ее сопротивление будет существенно ниже сопротивления максимальной глубины.

Таким образом, технологический процесс послойной деблокированной обработки следов прохода гусениц и колес трактора щелеванием с интенсивным рыхлением характеризуется следующими отличительными признаками:
- обеспечивается уравновешивание сил сопротивления почвы в вертикальной плоскости, когда вертикальная реакция тягового сопротивления переднего щелереза направлена вниз (на заглубление), а заднего щелереза - вверх (на выглубление), что способствует устойчивости глубины хода рабочих органов;
- обеспечивается существенное снижение общего тягового сопротивления уплотненной полосы от следов прохода движителей тракторов за счет осуществления способа деблокированного щелевания с фрезерованием, когда фактическое максимальное сопротивление почвы, приходящееся на подпочвенный ротационный рыхлитель стимулирует сосредоточенное уменьшение промежуточного и верхнего обрабатываемого слоя почвы, способствуя получению высокого качества рыхления при интенсивном вращении ножей, то есть фактическому разуплотнению почвы и созданию необходимого водно-воздушного режима для жизнедеятельности корневой системы растений;
- осуществление технологического способа деблокированного щелевания почвы и конструкция устройства не требуют дополнительного механического или гидравлического привода от вала отбора мощности трактора, так как в конкретном случае само сопротивление пахотного слоя почвы является как бы естественным приводом активных рабочих органов.

Экономическая эффективность технологии и устройства должна быть реализована за счет широкого использования на всех операциях противоэрозионной обработки почвы и борьбы с переуплотнением ее на горных, предгорных склонах и равнине при возделывании пропашных и многолетних сельскохозяйственных культур.

Изобретение предназначено для противоэрозионной обработки почвы при возделывании пропашных и многолетних сельскохозяйственных культур в горном и равнинном земледелии и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ включает щелевое деблокирование уплотняемых следов прохода гусениц или колес тракторов с совмещением технологической операции послойного активного рыхления зоны деблокирования с тем, чтобы предотвратить водную эрозию за счет сохранения влаги в почве, качественно разуплотнить и разрыхлить ее пахотный слой, создав тем самым наиболее благоприятные условия водно-воздушного режима питания корневой системы растений. Устройство состоит из двух сблокированных щелевателей, установленных по ширине полос от прохода следов движителей трактора. Каждый щелеватель имеет стойку, на которой установлены поярусно и с наклоном в противоположные друг другу стороны в направлении движения щелерезы. Между каждой парой сблокированных щелевателей установлены поярусно ротационные рыхлители. Оси рыхлителей смещены относительно одна другой по вертикали и синхронно связаны по осям вращении цепной передачей с отношением 1,5 нижнего к верхнему. На осях рыхлителей смонтированы ножи со смещением по осям, перекрытием по вертикали, расположением в шахматном порядке и диаметрально противоположно в противофазах вращения. Такие технология и конструкция позволят обеспечить устойчивость хода по глубине, снизить сопротивление почвы и тяговое сопротивление рабочих органов, разуплотнить полосы, оставшиеся от движителей трактора, и разрыхлить пахотный слой по ширине зоны деблокирования. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ деблокированного щелевания почвы, включающий щелевание и рыхление почвы по ширине полос уплотнения движителей трактора, отличающийся тем, что первоначально проводят деблокированную нарезку двух щелей для каждой полосы следов прохода движителей трактора по ширине, в 1,5 раза большей ширины полосы, и на глубину 15-20 см в верхнем слое почвы с одновременной интенсивной ротационной обработкой его на глубину 10-12 см в зонах деблокирования, а вслед первой аналогично проводят деблокированную нарезку двух щелей для каждой полосы на глубину 30-40 см в нижнем пахотном слое с одновременной внутрипочвенной ротационной обработкой с перекрытием его нижней частью первоначально разрыхленного верхнего слоя и рыхлением подошвы ниже глубины полного щелевания.2. Устройство для деблокированного щелевания почвы, включающее два щелевателя, каждый из которых имеет стойку и ротационные рыхлители, отличающееся тем, что щелеватели смонтированы с двух сторон относительно полосы следа прохода движителя трактора, а стойка щелевателя имеет расположенные поярусно и с наклоном в противоположные стороны в направлении движения щелерезы, при этом каждый ротационный рыхлитель имеет ось вращения с ножами, а оси смонтированы на тыльной стороне щелерезов нижнего яруса и размещены в поперечно-горизонтальной плоскости со смещением относительно друг друга в направлении поступательного перемещения и в вертикальной плоскости, причем одна ось расположена над почвой, а другая под почвой, при этом ножи ротационных рыхлителей по ширине захвата размещены с перекрытием по вертикали и с относительным расположением их по осям в шахматном порядке и диаметрально противоположно в противофазах вращения.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оси вращения ротационных рыхлителей по концам связаны цепной передачей со звездочками синхронного вращения и с передаточным отношением 1,5 от нижнего к верхнему.