Почвообрабатывающее орудие Российский патент 2023 года по МПК A01B35/22 A01B63/24 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной (сплошной) поверхностной обработки почвы и может быть использовано для снижения тягового сопротивления при глубоком рыхлении почв, насыщенных растительными и корневыми остатками, в том числе и на полях с множеством участков, не пропускающих влагу атмосферных осадков.

Среди известных конструкций машин, применяемых в почвозащитной системе земледелия, способствующих предупреждению эрозионных процессов, уменьшению распыления и уплотнению почвы и сохранению ее плодородия, в качестве аналогов можно привести семейство культиваторов - плоскорезов "КПГ - 250", "КПГ -2-150", "КПГ - 2,2", "ПГ-3-5", плоскорезов-щелевателей "ПЩ-3", "ПЩ-4", а также различные конструкции чизельных плугов, культиваторов и комбинированных агрегатов, использующих в комбинации друг с другом дисковые и игольчатые бороны, катки, чизели, щелеватели, кротователи и прочие рабочие органы.

Известен вибрационный глубокорыхлитель, включающий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, рыхлительный рабочий орган с вертикальной стойкой, закрепленный на раме вибратор, и двухзвенный упругий элемент, при этом тяга вибратора установлена с возможностью изменения величины угла между ней и стойкой рабочего органа.

Недостатком данного вибрационного глубокорыхлителя является сложность конструкции, использование вибратора в виде подвешенного груза создает дополнительные нагрузки на шарнирные соединения, что снижает надежность и долговечность орудия, осуществление колебаний лишь в одной продольной плоскости. (SU, авторское свидетельство, №1565363).

Известно почвообрабатывающее орудие, включающее лапу - сошник с механизмом копирования рельефа почвы, выполненного в виде пружинно - упругого демпфера и закрепленного на раме корпуса с вертикальными направляющими и взаимодействующими с ними двумя парами роликов. Недостатком данного рабочего органа почвообрабатывающего орудия является то, что рабочий орган громоздок, занимает много места на раме орудия, не обеспечивает равномерность глубины обработки, т.к. колебания рабочего органа происходят в вертикальной плоскости, происходит так называемый "захват колебаний", когда колебания рамы накладываются на колебания рабочего органа. (SU, авторское свидетельство, №1501940).

Более близким аналогом к решаемой проблеме является известное почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, закрепленные на раме рамки с установленными на них рабочими органами для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, при этом рабочие органы закреплены к рамкам посредством вертикального шарнира и упругих элементов, обеспечивающих возможность автоколебаний рабочих органов в поперечной плоскости, а рамки рабочих органов закреплены к раме орудия при помощи упругих элементов, обеспечивающих возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, упругие элементы крепления рабочих органов к рамкам и крепления рамок к раме орудия снабжены механизмами регулирования их жесткости. (Патент РФ, №2327324).

Недостаток данного изобретения состоит в том, что при работе в верхнем слое почвы со значительным количеством сорных растений и пожнивных остатков подобное почвообрабатывающее орудие не обеспечивает требуемого качества работы. Это вызвано тем, что реакция почвы и корней растений направлена вверх, а режущая кромка не перерезает пожнивные остатки. Следует отметить, что при наезде на препятствие, корни большого диаметра или переуплотненную почву рабочий орган поднимается и отклоняется в сторону вместе со стойкой выглубляя стрельчатую лапу, а это приводит к нарушению агротехнических требований по глубине обработки почвы.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание ровного ложа для посева семян без нарушения агротехнических требований по глубине обработки, предотвращение забивания и залипания рабочих органов, уничтожение сорной растительности при поверхностной обработке почвы на паровых полях и перед посевом, а также в междурядьях, возделываемых широкорядным способом сельскохозяйственных культур в орошаемом и неорошаемом земледелии.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении производительности, снижении тягового сопротивления и энергетических затрат, а также позволяет значительно улучшить предпосевную подготовку почвы в соответствии с агротехническими требованиями.

Указанный технический результат достигается почвообрабатывающим орудием, содержащим раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, при этом к раме закреплены посредством болтов направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены два ролика с подшипниками качения, они установлены на осях, которые жестко закреплены на стойке рабочего органа при этом верхняя часть стойки расположена между упругими элементами, имеющих разную жесткость, выполненных в виде цилиндрических пружин сжатия, установленных подвижно на штоке, при этом внутренние концы упругих элементов зафиксированы гайками, а сам шток средней частью шарнирно закреплен болтовым соединением к верхней части стойки, а внешние концы упругих элементов упираются в упоры жестко закрепленных на раме.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена конструктивно - технологическая схема почвообрабатывающего орудия, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, вид сверху; на фиг. 3 - крепление рабочего органа, вид с боку; на фиг. 4 - крепление рабочего органа, вид сверху без направляющих.

Почвообрабатывающее орудие (Фиг. 1) состоит из рамы 1, с опорными колесами 2. Рабочие органы 3 закреплены на стойках 10, которые перемещаются по направляющим 6, закрепленных болтами 5 на раме 1 (фиг.2). Стойка 10 рабочего органа (Фиг 3), (Фиг. 4) имеет две оси 9, на осях подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6, при этом верхняя часть стойки 10 расположена между упругими элементами 11 и 12, имеющих разную жесткость, выполненных в виде цилиндрических пружин сжатия, установленных подвижно на штоке 13, при этом внутренние концы упругих элементов зафиксированы гайками 14 и 15, а сам шток средней частью шарнирно закреплен болтовым соединением 16 к верхней части стойки 10, а внешние концы упругих элементов упираются в упоры 17 жестко закрепленные на раме 1.

Возможность перемещения рабочего органа 3 в горизонтальной плоскости и жесткость упругих элементов 11 и 12 обеспечивается гайками 14 и 15. Гайки дополнительно выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента в зависимости от плотности почвы.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.

При работе орудия рабочие органы 3 (фиг.3) входят в плотные слои почвы на заданную глубину "h" в процессе срезания пласта неравномерные силы резания Р воздействуют на рабочий орган 3, (Фиг. 1) закрепленный на стойке 10, имеющей две оси 9 с установленными на них на подшипниках качения 8, роликами 7 перемещая ее назад по направляющим 6. При этом шток 13 закрепленный шарнирно на стойке 10 с помощью болтового соединения 16 перемещаясь вызывает деформацию упругого элемента 12, расположенного на правой части штока между гайкой 15 и упором 17, при сжатии пружины в упругой связи происходит накопление потенциальной энергии. При выходе рабочего органа 3 в менее плотную почву пружина 12 возвращается в исходное положение и под действием сил инерции сжимает пружину 11, которая сжимается и накапливает энергию, а затем возвращает рабочий орган в исходное положение создавая эффект колебания рабочего органа 3. Жесткость упругого элемента 12, и величина перемещения ограничиваются гайкой 15, а жесткость упругого элемента 11 регулируется гайкой 14. Далее происходит разрушение пласта почвы, а накопленная потенциальная энергия упругих элементов 11 и 12 переходит в кинетическую энергию рабочих органов и сколотой почвы, при этом сколотая почва приобретает скорость, большую скорости движения орудия, и отбрасывается вперед. В дальнейшем рабочие органы 3 внедряются в неразрушенную почву, что снижает призму волочения перед рабочим органом. Глубина обработки почвы в соответствии с агротехническими требованиями регулируется при помощи опорных колес 2 (Фиг. 1). При этом с увеличением плотности почвы и скорости движения рабочего органа частота колебаний увеличивается, а амплитуда уменьшается, поэтому использование упругих элементов различной жесткости в креплении рабочего органа позволит обеспечить более оптимальный режим колебаний.

Предложенный способ крепления рабочего органа с использованием двух упругих элементов разной жесткости обеспечивает ровный профиль поверхности борозды, который необходимо создать при культивации для посева семян сельскохозяйственных культур в соответствии с агротехническими требованиями для равномерного всхода семян.

Таким образом, заявленная конструкция почвообрабатывающего орудия с использованием упругих элементов разной жесткости в креплении рабочих органов обеспечивает повышение производительности, снижение тягового сопротивления и энергетических затрат, а также позволяет значительно улучшить предпосевную подготовку почвы в соответствии с агротехническими требованиями.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвообрабатывающее орудие содержит раму (1) с опорными колесами (2), рабочие органы (3) для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент (11 и 12) с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов (3) в продольной плоскости. К раме (1) закреплены посредством болтов направляющие (6) в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены два ролика с подшипниками качения, установленные на осях, которые жестко закреплены на стойке (10) рабочего органа (3). Верхняя часть стойки (10) расположена между упругими элементами (11 и 12), имеющими разную жесткость и выполненными в виде цилиндрических пружин сжатия, установленных подвижно на штоке. Внутренние концы упругих элементов (11 и 12) зафиксированы гайками. Шток средней частью шарнирно закреплен болтовым соединением к верхней части стойки (10). Внешние концы упругих элементов (11 и 12) упираются в упоры, жестко закрепленные на раме (1). Обеспечивается повышение производительности, снижение тягового сопротивления и энергетических затрат, а также значительное улучшение предпосевной подготовки почвы в соответствии с агротехническими требованиями. 4 ил.

Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, отличающееся тем, что к раме закреплены посредством болтов направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены два ролика с подшипниками качения, они установлены на осях, которые жестко закреплены на стойке рабочего органа, при этом верхняя часть стойки расположена между упругими элементами, имеющими разную жесткость, выполненными в виде цилиндрических пружин сжатия, установленными подвижно на штоке, при этом внутренние концы упругих элементов зафиксированы гайками, а сам шток средней частью шарнирно закреплен болтовым соединением к верхней части стойки, а внешние концы упругих элементов упираются в упоры, жестко закрепленные на раме.