КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ Российский патент 2009 года по МПК A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам и устройствам для обработки почвы с подрезанием верхнего слоя без оборота пласта с одновременным измельчением верхнего обработанного слоя почвы.

Известен культиватор для обработки почвы в междурядьях [1].

Культиватор включает раму с опорными колесами и лыжами, установленные за ними рыхлительные лапы, диски с рабочими элементами, выполненными в виде зубьев, и установленные за рыхлительными лапами с поперечным смещением относительно них игольчатые диски с рабочими элементами в виде игл.

Однако данное устройство не позволяет обеспечить качественное рыхление почвы дисковыми рыхлительными органами на переувлажненных почвах ввиду налипания почвы на диски и отсутствия возможности самоочищения дисков.

Известно устройство для обработки почвы с одновременным посевом [2]. Устройство включает органы для подрезания верхнего слоя почвы с устройством для высева семян под лапу и фронтально установленные пркатывающие рабочие органы, выполненные из набора кольчато-шпоровых катков, собранных в секцию вплотную друг к другу.

Однако устройство не позволяет в достаточной степени уплотнить почву по всей поверхности поля, а также не обеспечивает достаточную выровненность поверхности поля и уничтожение сорняков. Эти недостатки обусловлены фронтальным местным уплотнением без сдвига почвы, обеспечиваемым конструкцией прикатывающего катка. Пласт обработанной почвы не имеет в разрезе четкого разграничения плотного и рыхлого слоя, которое могло бы предотвратить испарение влаги. Вследствие очагового уплотнения после естественного оседания почвы поверхность снова становится неровной. Кольчато-шпоровый каток, используемый на этом агрегате, не может по своей конструкции обеспечить сплошное уплотнение почвы. Это делает неэффективным применение агрегата в зоне с малым количеством весенних осадков. Кроме того, прикатывание почвы кольчато-шпоровыми катками непосредственно после подрезания (без перерыва в технологических операциях подрезания сорняков и прикатывания) приводит к повышенной приживаемости срезанных сорняков вследствие их вдавливания в почву.

Известен также почвообрабатывающий посевной агрегат [3], является прототипом заявляемого технического решения, содержащий рабочие органы для подрезания верхнего слоя почвы в виде стрельчатых лап, устройство для высева семян под рабочие органы для подрезания почвы и установленные за стрельчатыми лапами прикатывающие рабочие органы.

Прикатывающие рабочие органы выполнены в виде секций, состоящих из набора кольцевидных каточков, зафиксированных на оси при помощи прутков с равным шагом расстановки их по длине оси от 80 до 200 мм, при этом секции установлены под углом атаки от 55 до 80°. Каждый кольцевидный каточек выполнен в виде усеченного конуса с углом конусности от 20 до 60°.

Однако устройство не позволяет в достаточной степени уплотнить почву, сохранить влагу в зоне заделки семян по всей поверхности поля на почвах разного механического состава и при различной влажности.

Задача заявляемого технического решения - создание сплошного уплотненного слоя почвы с образованием мульчирующего слоя из почвы и вычесанных сорняков и пожнивных остатков с совмещением двух технологических операций - подрезания сорняков и прикатывания поверхности поля - во времени. Образование мульчирующего слоя над уплотненным предотвращает капиллярное движение влаги в рыхлый слой. Вычесанные и уложенные в верхнем мульчирующем слое сорняки лишены условий для приживания, они не вдавливаются в почву.

Задача решается тем, что в комбинированном почвообрабатывающем агрегате, включающем рабочие органы для подрезания верхнего слоя почвы в виде плоскорежущих лап и переднюю и заднюю секции прикатывающего катка, установленные за рабочими органами, прикатывающие катки выполнены в виде передних и задних секций, состоящих из спирали, зафиксированной на оси при помощи скользящих втулок со спицами. Причем шаг спирали секций прикатывающего катка может изменяться путем осевого смещения или скользящих втулок, что позволит адаптировать рабочий процесс прикатывания почвы к необходимым почвенно-климатическим условиям. При работе прикатывающих катков величина шага спирали будет незначительно изменяться, что позволит прикатывающим каткам самоочищаться и дополнительно измельчать почвенные комки.

Экспериментально установлено, что для получения плотности почвы после прикатывания 0,8-1,2 г/см² глубина прикатывания находится в пределах 30-40 мм, при этом, исходя из указанного выше условия, определяется шаг пружины прикатывающего катка. При установке шага пружины меньше 70 мм возможно забивание катка почвой и растительными остатками. Шаг пружины более 200 мм неоправданно увеличивает габариты катка.

Угол навивки спирали катков к направлению движения агрегата зависит от выбранного параметра - диаметра спирали и вида доминирующих сорняков и определяется условием исключения забивания прикатывающих рабочих органов. При угле установки α около 70° или 120° (фиг.1) сдвиг почвы происходит в большей степени и вероятность забивания прикатывающих рабочих органов возрастает, а при угле установки α прикатывающих рабочих органов около 90° происходит недостаточный сдвиг почвы и, следовательно, недостаточное выравнивание поверхности поля, вычесывание сорняков и образование мульчирующего слоя.

Заявляемый агрегат для обработки почвы поясняется чертежами.

На фиг.1 - схема комбинированного почвообрабатывающего агрегата, на фиг.2 - секция прикатывающего катка в виде спирали - а, б - то же, вид сбоку.

Комбинированный почвообрабатывающий агрегат состоит из рамы 1, боковых рамок 7, рабочих органов 2, передней 3 и задней 4 секций прикатывающего катка 5. К нижней стороне рамы 1 на одном уровне по отношению к обрабатываемой поверхности прикреплены рядами стойки с плоскорежущими лапами 2. К задней части рамы 1 закреплен на шарнире 8 прикатывающий каток 5, в опорах 9 которого установлены под углом к направлению движения секции 3, выполненные в виде спирали 11 (фиг.2, б), сопряженной с осью вращения при помощи скользящих втулок 6 со спицами 12, а по краям - при помощи прижимных втулок 13 и подшипниковых опор 9 (фиг.1).

Агрегат работает следующим образом.

В начале движения агрегата за счет опускания рамы 1 посредством гидросистемы происходит заглубление рабочих органов 2 в почву. При перемещении рамы 1 плоскорежущие лапы 2 подрезают почву на заданной глубине, установленной ходовыми колесами 10, взрыхляют ее верхний слой и образуют под каждой лапой борозду с плотным дном 14. Почва прикатывается секциями 5 катка, которые одновременно и выравнивают почву путем ее смещения, производя вычесывание сорняков и образуя (фиг.2, б) рыхлый мульчирующий слой 15 толщиной 3-4 см над сплошным слоем 16. Образование рыхлого влагосберегающего слоя 15 выполняется (фиг.1) за счет изменения при работе шага t спирали и установки катков под углом атаки α к направлению движения. Одновременно с прикатыванием производится выравнивание почвы, образование мульчирующего слоя, перемешанного с вычесанными подрезанными растительными остатками. Верхняя граница прикатанного уплотненного слоя 16 с рыхлым слоем 15 образуют так называемый гидрозамок, предотвращающий интенсивное испарение влаги из уплотненного слоя.

За счет установки спиральных секций прикатывающего катка, выполненных в соответствии с заявляемым решением, под углом α к направлению движения агрегата (при совмещении технологических операций подрезания сорняков и прикатывания поверхности поля в одном агрегате) хорошо мульчируется верхний слой почвы вместе со стерневым или растительным покровом, который, высыхая, предохраняет от высыхания уплотненный слой, так как из-за разной плотности слоев отсутствует капиллярное движение влаги в рыхлый слой.

Литература

1. А.С. 1690567 СССР, МКИ А01В 39/26, 49/02. Культиватор для обработки почвы в междурядьях. / А.П.Шадрин. 1991. БИ №42.

2. А.С. 912088 СССР, МКИ 3 А01В 49/06. Устройство для обработки почвы. / В.Н.Прохоров, Г.Н.Дрогайцев. 1982. БИ №10.

3. Пат. РФ 2127502, МПК 6 А01В 49/06. Почвообрабатывающе-посевной агрегат. / Э.А.Эстерлейн, В.П.Колинко, В.П.Жиляев. 1999. БИ №8 - прототип.

Изобретение может быть использовано для обработки почвы с подрезанием верхнего слоя без оборота пласта с одновременным измельчением обработанного слоя почвы. Почвообрабатывающий агрегат включает рабочие органы в виде плоскорежущих лап, переднюю и заднюю секции прикатывающего катка, установленные за рабочими органами. Секции прикатывающего катка выполнены в виде спирали, связанной с осью вращения при помощи скользящих вдоль оси втулок, соединенных с витком спирали посредством спицы. Шаг спирали секций прикатывающего катка может изменяться путем осевого смещения скользящих втулок. Причем секции прикатывающего катка размещены под углом к направлению движения, а направление навивки спирали передней и задней секции прикатывающего катка выполнено противоположным. Изобретение обеспечивает создание сплошного уплотненного слоя почвы при разных почвенно-климатических условиях с образованием мульчирующего слоя из почвы, вычесанных сорняков и пожнивных остатков. Кроме того, использование спирали с изменяющимся шагом позволит прикатывающему катку самоочищаться и качественнее измельчать почву. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий установленные на раме рабочие органы в виде плоскорежущих лап, переднюю и заднюю секции прикатывающего катка, установленные за рабочими органами, отличающийся тем, что секции прикатывающего катка выполнены в виде спирали, связанной с осью вращения при помощи скользящих вдоль оси втулок, соединенных с витком спирали посредством спицы, причем шаг спирали секций прикатывающего катка может изменяться путем осевого смещения скользящих втулок.2. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат по п.1, отличающийся тем, что секции прикатывающего катка размещены под углом к направлению движения, причем направление навивки спирали передней и задней секций прикатывающего катка выполнено противоположным.