ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ СТОЙКА Российский патент 2013 года по МПК A01B35/20 A01B39/20 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно для обработки почвы, и может быть эффективно использовано в системе энергосберегающих экологически безопасных обработок почвы при разных технологиях выращивания экологически чистого урожая сельскохозяйственных культур и разных глубин обработки почвы, Н_mах.

Известно устройство для обработки рыхлых гетерогенных полидисперсных материалов, например почв, рабочая поверхность которых выполнена по параболическому закону, предложенному проф. Н.В.Щучкиным, см. книгу Турбин Б.Г., Лурье А.Б. Сельскохозяйственные машины, и др. - М.: Машиностроение, 1967 г., стр.22-23. Недостатком этого устройства является то, что оно не оптимизировано по сопротивлению, режимам и затратам энергии на обработку при переменной глубине хода рабочих органов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, авт.св. 2161389, имеющее циклоидальную форму переднего контура профиля стойки и задний контур стойки, выполненный огибающей линией произвольной конструктивной формы. Оно пригодно только для обработки полидисперсных сред.

Это изобретение обладает недостатком, поскольку его невозможно использовать для обработки почв одной стойкой при различных максимальных глубинах обработки Н_mах, поскольку величина H_mах, в технологиях меняется от 4 до 60 см, например при подготовке почвы под посев свеклы, требуется максимальная глубина Н_max=4 см, и обработка почвы с углублением пласта, когда глубина должна составлять максимальную глубину H_mах=60 см. Поскольку каждая стойка применяется и настраивается на определенную технологическими задачами глубину обработки почвы, которая варьирует от 4 до 60 см.

Задача изобретения - снижение затрат энергии, повышение качества обработки и экологической безопасности урожая.

Поставленная задача решается тем, что для обработки почв на различную глубину обработки Н_mах предлагается применять энергосберегающую почвообрабатывающую стойку, у которой передний контур по мере возрастания глубин обработки Н_max образован отрезками 2, 3, 4, 5 и более пересекающихся под острым углом либо округленных парных отрезков циклоид. Для неокругленных циклоид переднего контура переход одной циклоиды в другую осуществляют в виде пилообразного профиля, с максимальными углами наклона касательных к отрезкам каждой парной циклоиды, не превышающими угол φ трения почвы по металлу, а угол α - между горизонталью (абсциссой) и прямой линией, соединяющей точки пилообразного пересечения отрезков парных циклоид и касательной к округленным отрезкам парных циклоид рабочего контура стойки, меньше угла φ трения, на величину половины угла наклона касательных, проведенных к парным отрезкам каждой циклоиды. Для округленных отрезков парных циклоид луч угла наклона касательных к вершинам округления парных отрезков циклоид параллелен лучу угла наклона линии, проходящего через точки А, В, С, пересечения отрезков парных циклоид, находящихся несколько выше дуги окружности округления. То есть углы α наклона линий остаются равными друг другу. Высота стойки возрастает пропорционально возрастанию максимальной глубины Н_mах, обработки почвы от 4 до 60 и более см. Экологическая безопасность урожая при работе стойки достигается механическим выталкиванием вверх на поверхность поля крупных сорняков по обтекаемому профилю стойки и сепарацией штангой нитевидных и вегетирующих сорняков без применения гербицидов.

На фиг.1 показана энергосберегающая почвообрабатывающая экологически безопасная стойка. На фиг.1 - позиции 1, 2, 3, показаны точки А, В, С, в которых пересекаются парные отрезки циклоид, образуя острый угол α. На Фиг1, позиция 4, показан фрагмент сопряженного округления парных отрезков циклоид в тех же точках А, В, С.

Энергосберегающая стойка, в зависимости от количества парных отрезков циклоид, образующих ее передний контур, настраивается на заданную технологию и обрабатывает почву на оптимальную глубину: с двумя парными циклоидами переднего контура до H_mах,=20 см, с тремя парными отрезками циклоид обрабатывает почву на глубину до Н_mах,=40 см, с четырьмя пересекающимися парными циклоидами - до H_mах,=60 см.

Для получения оптимизированного профиля стойки, обеспечивающего свободное скольжение почвы и сорняков вверх по стойке при обработке окультуренных, мало засоренных почв, угол α между горизонтальной линией (абсциссой) и линией, проходящей через точки А, В, С пересекающихся парных отрезков циклоид, не должен превышать угол φ трения почвы и сорняков о металл стойки. Для обработки почв, засоренных особо переросшими и сцепляющимися друг с другом сорняками, острые углы вершин пересекающихся парных отрезков циклоид плавно (сопряженного)округляют, фиг.1 (4).

Отличительной частью энергосберегающей стойки является то, что ее передний контур образован двумя и более пересекающимися отрезками циклоид, а максимальные углы наклона касательных к траекторий каждой пары отрезков, циклоид в точках их пересечения и/или округления, φ не превышают угла трения почвы о металл, причем при выполнении переднего контура стойки, образованного более чем двумя отрезками циклоид, передний контур стойки имеет пилообразный профиль с острыми и/или скругленными зубьями, при этом высота стойки пропорциональна глубине обработки почвы, а количество отрезков циклоид увеличивается с увеличением глубины обработки почвы, причем стойка на заднем контуре имеет кронштейн, шарниры и установленную на шарнире сменную, с рыхлящим и режущим контуром прямую и изогнутую, штагу.

Устройство работает следующим образом. Задается глубина обработки почвы и, если почва сухая, предварительно не обработана, тогда стойка комплектуется штангой с режущим изогнутым энергосберегающим профилем, если почва влажная и не засоренная, тогда стойка комплектуется рыхлящей (круглой) прямой или изогнутой под острым углом к линии тяги штангой. Если предварительно обработанный пахотный слой почвы по технологии требуется углубить без поперечного рыхления, тогда сменную прямую и изогнутую штангу снимают и проводят глубокое осеннее щелевание почвы, для накопления влаги при весеннем снеготаянии.

Применение энергосберегающей стойки штанг и циклоидальных стоек не требует применения гербицидов, со сменными штангами уменьшает затраты труда, времени и средств на обработку почвы и уничтожение сорняков механическим путем без гербицидов за счет их сепарирования профилем штанги. Это повышает экологическую безопасность выращивания урожая

Каждое хозяйство и аграрный парк почвообрабатывающих машин, должны комплектоваться энергосберегающими экологически безопасными штанговыми стойками, которые обеспечат обработку всех почв на различную глубину, по агротехническим требованиям, в технологиях выращивания экологически чистого урожая.

Стойка содержит задний и передний контуры. Передний контур стойки образован двумя или более пересекающимися отрезками циклоид. Максимальные углы наклона касательных к траекторий каждой пары отрезков циклоид в точках их пересечения не превышают угла φ трения почвы о металл. При выполнении переднего контура стойки, образованного более чем двумя отрезками циклоид, передний контур стойки по высоте имеет пилообразный профиль. Угол α между прямой линией, соединяющей точки пересечения смежных отрезков циклоид меньше угла φ трения почвы о металл на величину, равную половине углов наклона, касательных к отрезку каждой циклоиды, охватывающих половину ее отрезка. Высота стойки пропорциональна глубине обработки почвы. Количество отрезков циклоид увеличивается с увеличением глубины обработки почвы. Стойка на заднем контуре имеет кронштейны, шарниры и штангу. Такое конструктивное выполнение позволит снизить затраты энергии и повысить экологическую безопасность и качество обработки почвы и, как следствие, урожая сельскохозяйственных культур. 1 ил.

Энергосберегающая почвообрабатывающая стойка, содержащая задний и передний контуры, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат энергии, повышения качества обработки почвы для получения экологически безопасного урожая, передний контур стойки образован двумя или более пересекающимися отрезками циклоид, а максимальные углы наклона касательных к траектории каждой пары отрезков циклоид в точках их пересечения не превышают угла φ трения почвы о металл, причем при выполнении переднего контура стойки, образованного более чем двумя отрезками циклоид, передний контур стойки по высоте имеет пилообразного профиля, а угол α между прямой линией, соединяющей точки пересечения смежных отрезков циклоид, меньше угла φ трения почвы о металл на величину, равную половине углов наклона касательных к отрезку каждой циклоиды, охватывающих половину ее отрезка, при этом высота стойки пропорциональна глубине обработки почвы, а количество отрезков циклоид увеличивается с увеличением глубины обработки почвы, причем стойка на заднем контуре имеет кронштейны, шарниры и штангу.