УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ Российский патент 2013 года по МПК A01B49/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению в частности к универсальным почвообрабатывающим агрегатам, выполняющим за один проход несколько технологических операций.

Известен почвообрабатывающий агрегат, включающий раму с транспортными и опорными колесами, состоящую из центральной и боковых секций, соединенных между собой посредством механизмов перевода из рабочего положения в транспортное и обратно, с последовательно установленными рабочими органами в виде стрельчатых лап и спирально-прутковых многозаходных сдвоенных катков, состоящих из передних и задних, причем передние катки сдвоенных катков шарнирно соединены с центральной и боковыми секциями рамы с возможностью регулирования их по высоте, а задние катки шарнирно соединены с брусьями передних катков и подпружинены, рабочие органы расположены последовательно в три ряда, а длина боковых секций равна длине центральной рамы, передний спиральный каток диаметром 400-450 мм выполнен из уголка размером 30-45 мм, а задний диаметром 280-350 мм из полосы шириной 30-50 мм, при этом количество уголков и полос на катке от 6 до 12 шт. (патент на полезную модель RU 68226).

Недостатком данного почвообрабатывающего агрегата является то, что стойки рабочих органов имеют практически вертикальное положение, поэтому на них в процессе работы происходит накапливание соломистых пожнивных остатков, которые охватывают их и постепенно накапливаясь, забивают, делая агрегат неработоспособным. В связи с чем для поддержания агрегата в постоянном работоспособном состоянии стойки его рабочих органов необходимо периодически, в ручную, очищать от соломистых пожнивных остатков, кроме этого при установке на стойках рабочих органов рыхлительных лап, которые образуют по сравнению с культиваторными лапами более глубокие борозды, предлагаемые в агрегате катки не обеспечат необходимое выравнивание поверхности обрабатываемого поля так, как смонтированные на переднем катке уголки размером 30-45 мм и на втором катке полосы шириной 30-50 мм имеют малые углы атаки (см. фиг.1 патента) к направлению движения агрегата.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому универсальному почвообрабатывающему агрегату является выбранный в качестве прототипа универсальный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму с опорными колесами, механизмами регулирования, диски, плоскорежущие рабочие органы и катки, рама дополнительно снабжена двухбалочной рамой, шпрингелями, при этом рама выполнена цельнометаллической, вогнутые диски выполнены наклонными, со смещением относительно плоскорежущих рабочих органов, катки выполнены сдвоенными, расположенными последовательно шарнирно соединены с рамой с возможностью копирования рельефа поля, а плоскорежущие рабочие органы расположены в шахматном порядке и выполнены в виде стоек, в верхних частях которых установлены предохранительные системы от перегрузок, и выполнены отверстия для изменения угла атаки, при этом в нижней части плоскорежущих рабочих органов смонтированы лемеха, крыльчатые боковые ножи, которые установлены под углом 10-15° и направляющие отвалы, причем наклонные вогнутые диски в верхней части снабжены предохранительной системой для облегчения регулирования глубины обработки и выполнены единым блоком со сдвоенными катками, имеющими шарнирное соединение и соединены с наклонными вогнутыми дисками к двухбалочной раме с возможностью копировать рельефа почвы, при этом механизм для регулирования величины заглубления плоскорежущих рабочих органов состоит из опорных колес, соединенных стойками опорных колес с цельнометаллической рамой (RU 96451 U1, 10.08.2010, формула, фиг 1-4).

Недостатками данного универсального почвообрабатывающего агрегата является то, что у плоскорежущих рабочих органов впереди закреплены отвалы, которые одновременно с отводом пожнивных остатков от стоек плоскорежущих рабочих органов отводят из зоны их прохода и часть почвы увеличивая тем самым борозды оставляемые этими рабочими органами. Для заделки этих борозд на раме агрегата вынуждены дополнительно за каждым рабочим органом со смещением монтировать вогнутые диски расположенные под специальным углом α равным 10°-15° и углом β равным 40°-45° служащие для выравнивания поверхности обрабатываемого поля. Кроме этого парные катки расположенные друг за другом, оси которых смонтированы в общих планках подвешенных подвижно, на дополнительной двухбалочной раме, колеблются свободно, что при обкатывании неровных поверхностей ведет к перегрузкам поочередно, то в одном катке, то в другом и следовательно к неравномерному уплотнению почвы обрабатываемого поля. В конструкции стоек плоскорежущих рабочих органов не предусмотрена возможность установки взамен рыхлительных лап культиваторных лап.

Целью данного изобретения является упрощение конструкции универсального почвообрабатывающего агрегата за счет исключения из конструкции плоскорежущих рабочих органов отвалов и вогнутых дисков монтируемых на раме агрегата за плоскорежущими рабочими органами, повышение равномерности прикатывания поверхности обрабатываемого поля за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки на парные катки при обкатывании неровных поверхностей, а так же расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном универсальном почвообрабатывающем агрегате, включающем раму с опорными колесами и механизмами регулирования, плоскорежущие рабочие органы и катки, при этом катки выполнены последовательно расположенными сдвоенными и шарнирно соединены с рамой с возможностью копирования рельефа поля, а плоскорежущие рабочие органы расположенные в шахматном порядке и выполненные в виде стоек, в верхних частях, которых установлены предохранительные системы от перегрузок и выполнены отверстия для изменения угла атаки, при этом в нижней части плоскорежущих рабочих органов смонтированы лемеха и крыльчатые боковые ножи, которые установлены под углом 10°-15° отличается тем, что рама состоит из центральной и боковых секций, соединенных между собой посредством механизмов перевод из рабочего положения в транспортное и обратно, передние поверхности стоек плоскорежущих рабочих органов установлены к горизонтальной плоскости под углом 50°-60° и защищены сменными рассекателями, которые установлены над лемехами, а на нижних частях стоек смонтирована с возможностью смены лемеха и крыльчатые боковые ножи или культиваторые лапы, причем крыльчатые боковые ножи и ножи культиваторных лап оснащены отвальчиками, которые неподвижно закреплены на 1/4 части длины от концов крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап и имеют ширину от 1/3 до 1/4 длины крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап, при этом отвальчики изогнуты так, что почва, которая попадает на их поверхность, направляется за стойки плоскорежущих рабочих органов, причем в местах шарнирного соединения сдвоенных катков с рамой установлены плоские пружины, обеспечивающие равномерное давление катков на почву при обкатывании неровных поверхностей, каждый из сдвоенных катков выполнен в виде вала, на котором на расстоянии друг от друга посредством спиц закреплены неподвижно винтовые полосы шириной a, имеющие шаг t и составляющие угол δ с образующей цилиндрической поверхности описывающей этот каток, при этом угол наклона проекций винтовых полос на любую поверхность, проходящую через ось катка, к оси катка определится из выражения

$$\beta =arctg\frac{2H}{c}$$ ,

где H - высота гребней образуемых при перемещении катка в направлении перпендикулярном его оси вращения, мм;

c - расстояние между винтовыми полосами, мм,

a шаг винтовых полос t определится выражением

$$t=\frac{2D}{tg\beta }$$

где D - диаметр винтового катка, мм;

количество винтовых полос в каждом винтовом катке определится выражением

$$n=\frac{t}{c+a\cos \delta }$$

после расчетов полученное дробное значение n округляется до целого числа, с последующим перерасчетом параметров катка.

Указанные отличия являются существенными, так как введение в конструкцию универсального почвообрабатывающего агрегата стоек, плоскорежущих рабочих органов, у которых передняя поверхность составляет с горизонтальной поверхностью угол 50°-60° обеспечивает самоочистку их от крупных соломистых пожнивных остатков. Механизм очистки которых происходит следующим образом, накапливаемые на стойках пожнивные соломистые остатки, подпираемые нижними слоями, постепенно, подымаются по наклонным поверхностям стоек вверх и в какой-то момент отрываются от почвы, тогда как всегда одна из частей соломистых пожнивных остатков по одну из сторон стоек тяжелей другой, то происходит их скатывание со стойки в сторону большей по весу части, тем самым осуществляется самоочистка стоек плоскорежущих рабочих органов. Так как эти стойки устанавливаются взамен стоек используемых в прототипе, на которых для очистки от пожнивных соломистых остатков монтируются направляющие отвалы, которые одновременно с пожнивными остатками отводят из зоны прохода стоек и почву, увеличивая борозды оставляемые от их прохода. Для заделки этих борозд в прототипе используют вогнутые диски, необходимость в которых отпадает. Кроме того, наличие на крыльчатых боковых ножах у рыхлительных лап и на боковых ножах у культиваторных лап отвальчиков, которые часть подрезаемой почвы направляют за стойки в зону их прохода, делают борозды оставляемые рабочими органами еще меньше, что облегчает работу катков по выправлению обрабатываемой поверхности. Использование в предлагаемых катках винтовых полос, которые более изогнуты, чем прямые планки в катках прототипа позволяет более активно перемешивать и выравнивать обрабатываемую почву, делая еще более не целесообразным применение в конструкции агрегата вогнутых дисков. Изобретение поясняется чертежами:

На фигуре 1 изображен универсальный почвообрабатывающий агрегат, на фиг.2 - тоже, вид сбоку, на фиг.3 показана рыхлительная лапа с отвальчиками, на фиг.4 показана культиваторная лапа с отвальчиками, на фиг.5 показан винтовой каток.

Универсальный почвообрабатывающий агрегат содержит раму 1 с прицепом 2 установленную на транспортных колесах 3 и технологические колеса 4, рама 1 состоит из центральной 5 и боковых секций 6, соединенных между собой посредством механизмов перевода агрегата из рабочего положения в транспортное и обратно 7, на раме 1 смонтированы в шахматном порядке посредством кронштейнов 8, плоскорежущие рабочие органы 9 состоящие из стоек 10, на которые могут монтироваться лемеха 11, сменные рассекатели 12, крыльчатые боковые ножи 13 с отвальчиками 14 или культиваторные лапы 15 с отвальчиками 16, сзади на раме 1 смонтированы сдвоенные многозаходные винтовые катки 17, состоящие из валов 18 установленных в подшипниковых узлах 19 на которых посредством спиц 20 смонтированы винтовые полосы 21 с расстоянием между ними с по оси катка и составляющие с образующей описывающей цилиндрические поверхности этих катков угол δ, шаг винтовых полос 21 равен t, сдвоенные винтовые катки 17 посредством поводков 22 закреплены на балках 23 смонтированных на осях 24, которые подвижно установлены на кронштейнах 25, подвижность сдвоенных катков 17 на кронштейнах 25 ограничивается плоскими пружинами 26, кронштейны 25 подвижно установлены на раме 1, их подвижность ограничивается пальцами-фиксаторами кронштейнов 27, которыми регулируется глубина работы плоскорежущих рабочих органов 9, имеющих в верхних частях предохранительные системы от перегрузок выполненные виде срезных болтов 28 устанавливаемых в одних из отверстий 29 служащих для изменения угла атаки плоскорежущих рабочих органов 9. Технологические колеса 4 посредством подшипниковых узлов 30 смонтированы на подвижных кронштейнах 31, подвижность которых ограничивается пальцами-фиксаторами технологических колес 32, перестановкой которых в отверстиях 33 также регулируется глубина обработки почвы плоскорежущими рабочими органами 9.

Универсальный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом. После регулировки плоскорежущих рабочих органов по глубине обработки почвы на специально оборудованной площадке агрегат вывозят на обрабатываемое поле и устанавливают на его краю, затем переводят агрегат в рабочее положение, включают соответствующую передачу трактора и начинают движение при этом плоскорежущие рабочие органы 9 состоящие из стоек 10, на которых могут быть смонтированы лемеха 11, сменные рассекатели 12, крыльчатые боковые ножи 13 с отвальчиками 14 или культиваторные лапы 15 с отвальчиками 16 врезаются в почву на глубину, которая ограничивается технологическими колесами 4 и винтовыми сдвоенными катками 17, в процессе движения они подрезают почву, крошат ее при этом часть почвы попадаемая на отвальчики 14 при использовании рыхлительных лап и при использовании культиваторных лап 15 на отвальчики 16, которые подымают ее и направляют в зону за стойки 10 плоскорежущих рабочих органов 9 частично при этом засыпая образуемые ими борозды и более полно перемешивая пожнивные остатки с почвой, сдвоенные катки 17 движущиеся за плоскорежущими рабочими органами 9, врезаются в предварительно взрыхленную почву, производя при этом подповерхностное уплотнение почвы на глубину соответствующей глубине работы сдвоенных катков с гребнями равными H, а поверхностный слой почвы дополнительно измельчается, вслушивается с одновременным вычесыванием и укладкой на поверхность поля мелких пожнивных остатков, крупные соломистые пожнивные остатки при этом дополнительно вдавливаются в почву и засыпаются ей. Таким образом, после прохода агрегата на поле формируется подповерхностный уплотненный слой почвы, наполненный крупными соломистыми пожнивными остатками и поверхностный слой, состоящий из измельченной и вспушенной почвы с уложенными на ее поверхность мелкими пожнивными остатками. Такая поверхность препятствует свободному испарению почвенной влаги и способствует ее накоплению в зоне нахождения длинных пожнивных остатков, которые почвенными аэробными бактериями разлагаются до неорганических форм, используемых растениями сразу в пищу или накапливаются в почве, повышая ее плодородие.

Агрегат содержит раму с опорными колесами и механизмами регулирования, плоскорежущие рабочие органы и катки. Катки выполнены последовательно расположенными сдвоенными и шарнирно соединены с рамой с возможностью копирования рельефа поля. Плоскорежущие рабочие органы расположены в шахматном порядке и выполнены в виде стоек. В верхних частях стоек установлены предохранительные системы от перегрузок и выполнены отверстия для изменения угла атаки. В нижней части плоскорежущих рабочих органов смонтированы лемеха и крыльчатые боковые ножи, установленные под углом 10°-15°. Рама состоит из центральной и боковых секций, соединенных между собой посредством механизмов перевода из рабочего положения в транспортное и обратно. Передние поверхности стоек плоскорежущих рабочих органов установлены к горизонтальной плоскости под углом 50°-60° и защищены сменными рассекателями. Рассекатели установлены над лемехами. На нижних частях стоек смонтированы с возможностью смены лемеха и крыльчатые боковые ножи или культиваторные лапы. Крыльчатые боковые ножи и ножи культиваторных лап оснащены отвальчиками, которые неподвижно закреплены на 1/4 части длины от концов крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап и имеют ширину от 1/3 до 1/4 длины крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап. Отвальчики изогнуты так, что почва, которая попадает на их поверхности, направляется за стойки плоскорежущих рабочих органов. В местах шарнирного соединения сдвоенных катков с рамой установлены плоские пружины, обеспечивающие равномерное давление катков на почву при обкатывании неровных поверхностей. Каждый из сдвоенных катков выполнен в виде вала, на котором на расстоянии с друг от друга посредством спиц закреплены неподвижно винтовые полосы. Полосы имеют ширину a, шаг t и составляют угол δ с образующей цилиндрической поверхности, описывающей этот каток. Угол наклона проекций винтовых полос на любую поверхность, проходящую через ось катка, к оси катка определится выражением: $$\beta =arctg\frac{2H}{c}$$ , где H - высота гребней, образуемых при перемещении катка в направлении, перпендикулярном его оси вращения, мм; c - расстояние между винтовыми полосами, мм. Шаг винтовых полос t определится из выражения: $$t=\frac{2D}{tg\beta }$$ , где D - диаметр винтового катка, мм. Количество винтовых полос в каждом винтовом катке определится выражением: $$n=\frac{t}{c+a\cos \delta }$$ , после расчетов полученное дробное значение n округляется до целого числа с последующим перерасчетом параметров катка. Такое конструктивное выполнение позволит расширить функциональные возможности агрегата при одновременном упрощении его конструкции и повысить качество обработки почвы. 5 ил.

Универсальный почвообрабатывающий агрегат, содержащий раму с опорными колесами и механизмами регулирования плоскорежущие рабочие органы и катки, при этом катки выполнены последовательно расположенными сдвоенными и шарнирно соединены с рамой с возможностью копирования рельефа поля, а плоскорежущие рабочие органы расположены в шахматном порядке и выполнены в виде стоек, в верхних частях которых установлены предохранительные системы от перегрузок и выполнены отверстия для изменения угла атаки, при этом в нижней части плоскорежущих рабочих органов смонтированы лемеха и крыльчатые боковые ножи, которые установлены под углом 10-15°, отличающийся тем, что рама состоит из центральной и боковых секций, соединенных между собой посредством механизмов перевода из рабочего положения в транспортное и обратно, передние поверхности стоек плоскорежущих рабочих органов установлены к горизонтальной плоскости под углом 50-60° и защищены сменными рассекателями, которые установлены над лемехами, а на нижних частях стоек смонтированы с возможностью смены лемеха и крыльчатые боковые ножи или культиваторные лапы, причем крыльчатые боковые ножи и ножи культиваторных лап оснащены отвальчиками, которые неподвижно закреплены на 1/4 части длины от концов крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап и имеют ширину от 1/3 до 1/4 длины крыльчатых боковых ножей или ножей культиваторных лап, при этом отвальчики изогнуты так, что почва, которая попадает на их поверхность направляется за стойки плоскорежущих рабочих органов, в местах шарнирного соединения сдвоенных катков с рамой установлены плоские пружины, обеспечивающие равномерное давление катков на почву при обкатывании неровных поверхностей, каждый из сдвоенных катков выполнен в виде вала, на котором на расстоянии "c" друг от друга посредством спиц закреплены неподвижно винтовые полосы шириной "a", имеющие шаг t и составляющие угол δ с образующей цилиндрической поверхности, описывающей этот каток, при этом угол наклона проекций винтовых полос на любую поверхность, проходящую через ось катка, к оси катка определится выражением
$$\beta =arctg\frac{2H}{c},$$
где H - высота гребней образуемых при перемещении катка в направлении перпендикулярном его оси вращения, мм;
c - расстояние между винтовыми полосами, мм; a шаг винтовых полос t определится из выражения $$t=\frac{2D}{tg\beta },$$
где D - диаметр винтового катка, мм; количество винтовых полос в каждом
винтовом катке определится выражением $$n=\frac{t}{c+a\cos \delta }$$ , после расчетов полученное дробное значение n округляется до целого числа с последующим перерасчетом параметров катка.