рабочий орган для щелевания почвы

Формула изобретения

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ ЩЕЛЕВАНИЯ ПОЧВЫ, содержащий стойку из двух боковин с режущими кромками, по обеим сторонам боковин по высоте стойки выполнены фаски и канавки с наплавленным материалом, имеющим большую износостойкость, чем материал стойки, причем каждая канавка выполнена в виде углового углубления на противоположной грани от фаски и размещена по конруэнтной линии с режущей кромкой, при этом боковины смещены одна относительно другой на ширину канавки и соединены между собой зеркальными сторонами, и долото на нижнем участке стойки, выполнено в виде стержня и зафиксированное в наклонном отверстии внутри стойки, отличающийся тем, что внешняя поверхность каждой боковины выполнена вогнуто-криволинейной с утолщением по кромке и вогнутостью в средней части, а сопрягаемая плоской, причем средняя выпуклая часть боковины при сопряжении плоскими поверхностями образует сквозное отверстие с горизонтальной осью, фронтальный и тыльный участки которой снабжены входным опорным и выходным кольцами со съемными элементами, при этом внутренняя поверхность выпуклой части из сопрягаемых поверхностей боковин выполнена расширяющейся в направлении от входного опорного кольца к выходному кольцу, а внешняя поверхность выпуклости в средней части стойки с сужением между входным опорным и выходным кольцами.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что съемный элемент на входном опорном кольце выполнен в виде цилиндрического ножа с режущей кромкой на фронтальной части и лезвием на внутренней поверхности, а внешняя поверхность ножа со стороны режущей кромки снабжена углублением, заполненным износостойким материалом.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что съемный элемент на входном опорном кольце выполнен в виде цилиндрического ножа с режущей кромкой на фронтальной части и лезвием на внешней поверхности, а внутренняя поверхность ножа со стороны режущей кромки снабжена углублением, заполненным износостойким материалом.

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что съемный элемент на входном опорном кольце выполнен в виде головной части дренера с криволинейной поверхностью и режущей кромкой, образованной двумя секущими плоскостями криволинейной поверхности дренера, причем плоскости наклонены под острым углом к оси дренера.

5. Рабочий орган по пп.1 и 4, отличающийся тем, что режущая кромка головной части дренера размещена в створе с режущей кромкой стойки.

6. Рабочий орган по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что усеченные плоскости головной части дренера снабжены прямоугольными канавками, смещенными одна относительно другой на противоположных плоскостях, и наплавлены износостойким материалом.

7. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что съемный элемент на выходном конце выполнен в виде донца дренера.

8. Рабочий орган по пп. 1 и 7, отличающийся тем, что внешняя поверхность донца дренера выполнена цилиндрической.

9. Рабочий орган по пп. 1 и 7, отличающийся тем, что внешняя поверхность донца дренера выполнена сферической.

10. Рабочий орган по пп. 1 и 7, отличающийся тем, что внешняя поверхность донца дренера выполнена криволинейной.

11. Рабочий орган по пп. 1, 4 и 7, отличающийся тем, что головная часть дренера и его донце выполнены полыми.

12. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что задняя часть стойки снабжена двумя горизонтальными плоскими лапами из частей левой и правой боковин, сопрягаемых с поверхностью донца дренера, а лапы на фронтальной части выполнены с лезвиями и режущими кромками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для нарезки в почве противоэрозионных щелей, кротовин и аэрационных каналов.

Известен глубокорыхлитель, содержащий закрепленную на раме стойку с долотом и размещенные под острым углом к ней и одна к другой дополнительные стойки с долотами, в котором, с целью снижения энергоемкости рыхления почвы, передняя кромка каждой стойки установлена под острым углом к горизонтальной плоскости, причем дополнительные стойки закреплены на тыльной стороне долота основной стойки и их передние кромки смещены от носка долота основной стойки в сторону, противоположную направлению движения, при этом ось симметрии каждого дополнительного долота размещена в одной плоскости с продольной осью дополнительной стойки.

Описанный рабочий орган приемлем лишь для рыхления почв с незначительным количеством растительных и пожнивных остатков на поверхности поля. При рыхлении многолетних посевов трав и пастбищ на основную и дополнительные стойки в местах стыка с долотами нависают растительные остатки. Это приводит к полному забиванию рабочего органа и вместо рыхлителя получается каналокопатель. Нависшие корневые и растительные остатки на трех его стойках резко увеличивают его тяговое сопротивление. Нависшие остатки вместе с почвой приводят к выглублению из почвы всего рабочего органа. Представленный рабочий орган не пригоден для поделки щелей на посевах многолетних трав и других многолетних культур перед поливом для увеличения водопроницаемости в корнеобитаемом слое растений из-за полного уничтожения растительного покрова.

Известна стойка почвообрабатывающего рабочего органа, содержащая набор упругих пластин прямоугольного сечения, узел крепления пластин к раме почвообрабатывающего орудия и узел урепления пластин к режущим элементам рабочего органа, в которой для снижения тягового сопротивления и повышения устойчивости хода рабочего органа по глубине обработки, узел крепления пластин к режущим элементам смещен назад по ходу движения относительно узла крпления пластин к раме, при этом пластины установлены с зазором относительно продольной плоскости симметрии рабочего органа.

V-образная форма стойки рабочего органа в продольно вертикальной плоскости способствует перемещению растительных и корневых остатков вниз на верхнем наклонном участке стойки и этим обеспечивает ее самоочищение от стеблей растений. Выполнение стойки в виде двух параллельных пластин способствует при встрече с препятствиями отклоняться стрельчатой лапе влево или вправо. При переходе же лапы из рыхлой зоны обработки в переуплотненную область под действием затылочных фасок лезвий рабочего органа возникает выглубляющая сила (реакция на фасках). Это приводит к индивидуальному выглублению рабочих органов при неизменном положении рамы орудия и других стрельчатых лап или долот. Вертикальное перемещение лапы вверх приводит к тому, что зазор между параллельными пластинами почвы увеличивается, принимая в средней части стойки бочкообразную форму. Последнее при поделке щелей на посевах многолетних растений приводит к деформации почвы вместе с корнями растений, что вызывает их гибель. При дальнейшем перемещении рабочего органа в более рыхлую зону комья почвы, застрявшиеся между пластинами стойки, не позволяют ему заглубиться на исходную глубину. Повторная встреча лапы с твердым участком приводит к большему выглублению рабочего органа. При наличии растительного фона это приведет к подрезанию корней растений. Описанный рабочий орган не приемлем для поделки дрен для удаления избыточной воды. Вертикальное перемещение лапы на стойке, бочкообразная форма стойки при выглублении лапы и ее кручение влево и вправо приводит к образованию "рваных" стенок щели, что приводит при поливе их к полному обрушиванию и заиливанию.

Известен также рабочий орган для щелевания почвы, в котором с целью снижения тягового сопротивления, криволинейно-вогнутая режущая кромка ножа выполнена в виде параболы с центром ее ветви на середине высоты стойки, при этом угол заточки ножа в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви. Величина угла заточки ножа уменьшается от 40 до 18^о.

Представленный рабочий орган приемлем для нарезания щелей на посевах трав, зерновых и пропашных культур. Криволинейно-вогнутая режущая кромка способствует нарезанию вертикальной щели без деформации почвы. При этом не происходит нарушение корневой системы растений. Острая кромка на нижней части стойки по мере работы рабочего органа быстро изнашивается. Тупая кромка нижней части стойки приводит к выглублению рабочего органа. Неравномерная глубина щели приводит к неравномерному промачиванию корнеобитаемого слоя почвы, что в конечном итоге приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен рабочий орган для щелевания почвы, содержащий вертикально установленный нож, на боковых поверхностях которого выполнены ребра для уплотнения стенок щели, в котором для повышения равномерности уплотнения стенок щели по ее высоте за счет выполнения в стенках кротовин, ребра выполнены в виде полуконусов, вершина которых размещена на лезвии ножа, при этом полуконусы, расположенные на одной поверхности ножа, смещены по высоте относительно полуконусов, больше расстояния между смежными полуконусами.

В описанном рабочем органе лезвие стойки наклонено под тупым углом к направлению движения щелевателя. Это приводит к тому, что корневые и растительные остатки нависают на стойке рабочего органа. Поделка кротовин по высоте щели несомненно увеличит объем щели и тем самым увеличит зону промачивания пахотного и подпахотного горизонтов. Кротовины выполнены полуконусами, которые размещены ярусно на боковых гранях стойки. Острая кромка основания полуконуса приводит к образованию "рваной" стенки дрены. Релаксация почвенного слоя и грунта в стенках кротовин при подаче оросительной воды приводит к отслаиванию почвенных частиц. Илом забиваюся объем щели и полудрен. Качество поделки дрен и щели зависит от состояния режущей кромки на лезвии стойки и от степени остроты ее носка на нижнем основании. Износ режущей кромки под воздействием абразивных частиц и носка приводит к неустойчивому ходу рабочего органа и, как следствие, к нарушению технологического процесса поделки дрен.

Известен также рабочий орган щелевателя, содержащий стойку с криволинейно-вогнутой режущей кромкой ножа и долото на нижнем участке стойки, которое выполнено в виде круглого стержня, установленного наклонно в выполненном на нижнем участке стойки отверстии, и фиксатор его положения, в котором, с целью увеличения срока службы долота, на поверхности долота выполнены углубления, наплавленные твердым сплавом, расположенные по всей длине его рабочей поверхности и равномерно по периметру. Углубления на стержне размещены по образующим его рабочей поверхности. Углубления на стержне размещены по винтовым линиям многозаходного винта.

Долото на нижней части стойки обеспечивает заглубляющую способность стойки рабочего органа щелевателя. Криволинейно-режущая кромка обеспечивает нарезание вертикальной щели шириной 20 мм и глубиной до 60 см. Наличие растительных и корневых остатков на поверхности поля лишь способствует созданию устойчивой щели путем армирования ее стенок. Однако двухгранное лезвие подвержено износу, что ограничивает качество выполнения процесса. Полученная вертикальная щель не нарушает корневую систему растений. Однако для увеличения объема впитываемой воды необходимо увеличить количество щелей на площади 1 га (т.е. уменьшить расстояние между соседними щелями с 1,4 до 0 8.0,9 м), что приводит к большим энергозатратам.

Известен щелерез, содержащий стойку с режущей кромкой, по обеим сторонам которой на стойке выполнены фаски и канавка с наплавленным материалом, имеющим большую износостойкость, чем материал этой стойки, и долото на нижнем участке стойки, выполненное в виде стержня и зафиксированное в наклонном отверстии внутри стойки, в котором, с целью повышения долговечности, стойка выполнена из двух боковин, причем каждая канавка выполнена в виде углового углубления на противоположной грани от фаски и размещена по конгруэнтной линии с режущей кромкой, при этом боковины смещены относительно друг друга на ширину канавки и соединены между зеркальными сторонами. Этот рабочий орган щелевателя принят за прототип.

В этом щелерезе устранены все ранее описанные недостатки. Увеличение объема поглощаемой поливной воды при нарезке щелей данным рабочим органом может быть достигнуто увеличение глубины щелевания и уменьшением шага между щелями. В первом и во втором случаях это приводит к повышенным энергозатратам. Представленный рабочий орган не приемлем при поделке дрен для отвода избыточной воды, а также аэрации почвы.

Заявленный рабочий орган относится к сельскому хозяйству и предназначен для щелевания почвы при поделке противоэрозионных щелей перед орошением многолетних посевов трав, пастбищ, лиманов с целью увеличения водопроницаемости почвы и исключения поверхностного стока оросительной воды. При замене съемного кольцевого ножа и постановке головной части дренера этим же рабочим органом проводят дренирование, обеспечивая тем самым отвод излишней воды с орошаемых участков. Для аэрации орошаемых массивов с бедным содержанием кислорода в почве стойку снабжают в средней части двумя плоскими ножами. Это к тому же способствует как ускоренному отводу лишней воды, так и насыщению почвы кислородом из воздуха. Стойка рабочего органа может быть изготовлена штамповкой. Съемный кольцевой нож и части дренера могут быть изготовлены механической обработкой низкокачественных сталей соответствующего проката. Совокупность изображенных деталей представляет собой многофункциональный рабочий орган для обработки почвы в орошаемом земледелии.

Средняя часть стойки рабочего органа выполнена выпуклой в виде двух сопрягаемых криволинейно-вогнутых внешними поверхностями боковин, образующие цилиндрическое отверстие, с осью, совпадающей с направлением перемещения рабочего органа. Фронтальная и тыльная участки отверстия в средней части стойки снабжены входным опорным и выходным кольцами. Входное опорное кольцо снабжено съемным цилиндрическим ножом или головной частью дренера, выполненного в виде усеченного криволинейного конуса. Режущая кромка головной части дренера размещена в створе режущей кромки стойки. Выходное кольцо стойки снабжено донцем дренера. Полая часть съемного цилиндрического ножа, опорного кольца, отверстия средней части боковин стойки, выходного кольца и донца дренера выполнена расширяющейся в направлении от входного съемного цилиндрического ножа к донцу дренера. Внешние поверхности боковин стойки выполнены вогнуто-криволинейными. Съемный элемент в виде цилиндрического ножа на своей фронтальной части снабжен режущей кромкой, образованной лезвием на внутренней поверхности, а внешняя ее часть со стороны режущей кромки снабжена угловым углублением, заполненным износостойким материалом. Усеченные части съемного элемента головной части дренера снабжены прямоугольными канавками с наплавленным в них износостойким материалом. Головная часть дренера и его донце выполнены полыми. Внешняя поверхность донца дренера выполнена или цилиндрической, или сферической, или криволинейной с образующей ее поверхности в виде части логарифмической кривой. Задняя часть стойки снабжена двумя горизонтальными плоскими лопастями из частей левой и правой боковин, сопрягаемых с поверхностью донца дренера. Лапы на фронтальной части выполнены с лезвиями и режущими кромками.

На фиг. 1 изображен рабочий орган для щелевания почвы, вид слева; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3 то же, вид справа; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 1, диаметральное сечение отверстия стойки в варианте съемного кольцевого ножа с размещением лезвия на внутренней стенке; на фиг. 5 то же, диаметральное сечение отверстия стойки в варианте съемного кольцевого ножа с размещением лезвия на внешней поверхности; на фиг. 6 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 7 рабочий орган для щелевания почвы в варианте поделки дрен для отвода избыточной воды, вид слева; на фиг. 8 то же, вид спереди; на фиг. 9 то же, вид справа; на фиг. 10 сечение В-В на фиг. 7, диаметральное сечение головной части дренера на опорном кольце стойки; на фиг. 11 то же, диаметральное сечение донца дренера на выходном кольце стойки с криволиной поверхностью донца; на фиг. 12 рабочий орган для щелевания почвы в варианте аэрации почвы, вид справа; на фиг. 13 то же, вид спереди; на фиг. 14 вид по стрелке Д на фиг. 13.

Рабочий орган для щелевания почвы состоит из стойки 1 с режущей кромкой 2, долота 3 на нижнем участке стойки 1, выполненное в виде стержня с заранее установленными углублениями 4, наплавленными твердым сплавом 5. Долото 3 размещено в наклонном отверстии 6 в нижней части стойки 1. Продольная ось отверстия 6 наклонена к горизонту под углом 5.6^о, достаточном для образования заднего угла между носком 7 стойки 1. Передняя часть долота 3 выполнена плоской гранью с углом при вершине 213^о. Диаметр отверстия 6 в стойке 1 превышает диаметр стержня долота 3 на 1.2 мм. Величина зазора между стенками отверстия 6 достаточна для свободного размещения в нем долота 3. Этим обеспечивается удобство при перемещении частично изношенного долота 3 в направлении носка 7 стойки 1 или при демонтаже полностью изношенного долота 3. Последнее в отверстии 6 зафиксировано цилиндрическими штифтами 8 в отверстиях 9 стойки 1. Штифтами 8 воспринимается осевая нагрузка стержня долота 3. На поверхности стержня долота 3 с помощью кондуктора выполнены цилиндрические канавки с шагом, равным шагу между отверстиями 9 на боковой грани стойки 1.

В верхней части стойки 1 выполнены отверстия 10 для крепления рабочего органа на раме орудия (щелереза). Сварными швами на левой части стойки 1 закреплен кронштейн 11 для монтажа и демонтажа рабочего органа с балок рамы орудия с помощью грузоподъемного средства. Стойка 1 выполнена из левой 12 и правой 13 боковин. Внешние грани боковин 12 и 13 снабжены фасками 14 и 15. Каждая боковина 12 (13) снабжена канавкой 16 в виде углового углубления на противоположной грани от фаски 15. Канавки 16 на гранях боковин 12 и 13 выполнены по конгруэнтной линии режущей кромки 2. Режущая кромка 2 левой боковины 12 смещена вперед на ширину канавки 16 по отношению к режущей кромке 2 правой боковины 13. Боковины 12 и 13 взаимно соединены зеркальными сторонами стыковыми сварными швами 17 и тавровыми сварными швами 18 в кольцевых технологических отверстиях 19 левой боковины 12. Внешние грани боковин 12 и 13 выполнены вогнуто-криволинейными с утолщениями 20 по периметру (см. фиг. 6). Это позволяет существенно снизить поверхность трения боковин 12 и 13 стойки 1 со стенками нарезаемых щелей.

Средняя часть боковин 12 и 13 стойки 1 со стороны их плоских поверхностей с помощью штамповки выполнена в виде цилиндрической поверхности. Плоские зеркальные поверхности боковин 12 и 13 после штамповки сварными швами соединяются в неразъемный узел. После соединения боковин 12 и 13 в средней части стойки 1 образуется цилиндрическое отверстие 21 (см. фиг. 1). Фронтальная часть цилиндрического отверстия 21 снабжена опорным кольцом 22, которое замкнутым сварным швом 23 соединено с утолщениями 20 на фронтальной части боковин 12 и 13 (см. фиг. 4 и 5). На тыльной грани со стороны утолщений 20 боковин 12 и 13 сварным швом 24 соединено выходное кольцо 25. Внутреняя поверхность опрного кольца 22 снабжена резьбой 26 для соединения съемного цилиндрического ножа 27. Нож 27 на своей фронтальной части снабжен режущей кромкой 28. Внутренняя часть съемного цилиндрического ножа 27 снабжена лезвием 29. На внешней поверхности 30 цилиндрического ножа 27 со стороны режущей кромки 28 выполнено угловое углубление 31, которое наплавлено твердым износостойким материалом 32. На внешней поверхности 30 цилиндрического ножа 27 со стороны режущей кромки 28 выполнены с равным шагом глухие цилиндрические отверстия 33 под ключ для свинчивания и навинчивания ножа 27 на опорное кольцо 22.

Выходное кольцо 25 на своей внутренней поверхности имеет резьбовую часть 34, в которую ввернуто цилиндрическое резьбовое кольцо 35. Тыльная часть цилиндрического резьбового кольца 25 снабжена пазами 36 для демонтажа или ввинчивания в выходное кольцо 25.

Цилиндрическое отверстие 21 средней части стойки 1, цилиндрическая внутренняя поверхность 37 съемного цилиндрического ножа 27 со смещением на величину лезвия 29, цилиндрические внутренние поверхности опорного кольца 22, выходного кольца 25 и цилиндрического резьбового кольца 35 после их полной совместной сборки выполнены коническим (см. фиг. 4). В описанной конструкции режущей кромкой 28 образуется в почве дрена, размеры которой остаются без изменения по мере прохода стойки 1 с резьбовым кольцом 35 на ее тыльной части.

Внешняя часть съемного цилиндрического ножа 27, выполненного по второму варианту (см. фиг. 5), снабжена лезвием 29. На внутренней поверхности 30 цилиндрического ножа 27 со стороны режущей кромки 28 выполнено угловое углубление 31, которое наплавлено твердым износостойким материалом 32. Съемный цилиндрический нож 27 ближе к резьбовой части 26 снабжен двумя сквозными диаметральными отверстиями 33 под вороток для свинчивания и навинчивания ножа 27 на опорное кольцо 22.

Выходное кольцо 25 на своей внешней поверхности имеет резьбовую часть 34, на которой навинчено донце 38 дренера. Тыльная часть донца 38 дренера снабжена прямоугольными пазами 36 для демонтажа или навинчивания на выходное кольцо 25. Внешняя поверхность донца 35 дренера выполнена сферической. Диаметр сферы донца 38 дренера выполнен больше диаметра съемного цилиндрического ножа 27. Цилиндрическое отвертстие 21 средней части стойки 1, цилиндрическая поверхность 30 съемного цилиндрического ножа 27 и цилиндрические внутренние поверхности опорного кольца 22, выходного кольца 25 и донца 38 дренера после их полной совместной сборки расточкой выполнены на конус (см. фиг. 5). В описанной конструкции стойки 1 рабочего органа для щелевания срезаемая режущей кромкой 28 пласт почвы остается в недеформированном естественном состоянии. В то же время стенки дрены уплотняются в два этапа. Лезвием 29 съемного ножа 27 выполняется правая фаза уплотнения стенок, а на участке вогнутой криолинейной части боковин 12 и 13 происходит релаксация почвы. После этого сферической поверхностью донца 38 дренера окончательно формируют стенку дрены.

На фиг. 7-11 показан рабочий орган для щелевания почвы в варианте поделки дрен для отвода избыточной воды. Для этого в опорное кольцо 22 вворачивают головную часть дренера 39, которое выполнено в виде усеченной части криволинейного конуса двумя плоскостями, расположенными под острым углом к оси дренера 39. Пересечение секущих плоскостей 40 и 41 образуют режущую кромку 42 головной части дренера 39. На плоскостях 40 и 41 со смещением относительно друг друга на противоположных плоскостях выполнены прямоугольные отверстия 43 шириной 5.8 мм и глубиной 1,5 мм, которые наплавлены износостойким материалом. Головная часть дренера 39 может быть выполнена в виде параболоида вращения, обращенной вершиной в направлении движения стойки рабочего органа. Режущая кромка 42 размещена в створе с режущими кромками лезвий 14 и 15 боковин 12 и 13. На выходном кольце 25 при поделке дрен монтируют донце 38 дренера 39. Диаметральное отверстие 44 в донце 38 дренера предназначено для навинчивания на резьбовую часть 34 выходного кольца 25. На фиг. 11 показан вариант выполнения поверхности донца 38 дренера 39 в виде части логарифмической спирали, наиболее соответствующей форме релаксации материала после повторного сжатия почвы дренером или пуансоном. Головная часть дренера 39 и его донце 38 выполнены полыми.

На фиг. 12 и 13 представлен рабочий орган для щелевания в варианте аэрации почвы. Для этого боковины 12 и 13 стойки 1 снабжены левой 45 и правой 46 лапами, выполненными из частей боковин 12 и 13. Левая лапа 45 выполнена в зеркальном отражении правой лапы 46. Левая 45 и правая 46 лапы снабжены лезвиями 47 и 48 с режущими кромками 49 и 50. Горизонтальная полка лапы 45, равным образом полка лапы 46, переходит в вертикальную стойку 1 по конгруэнтной поверхности резьбового кольца 35. В зоне перехода лап 45 и 46 с поверхности кольца 35 их режущие кромки 49 и 50 размещены за выходным кольцом 25. На горизонтальных участках левой лапы 45 и правой лапы 46 лезвия 47 и 48 наклонены к оси дренера 39 (см. фиг. 14). Это позволяет при поделке щелей максимально увеличить поверхность для сбора и ускорить процесс схода избыточной воды по горизонтальным каналам в дрены и для аэрации почвы. Качество описанных технологических операций выполняется при условии острой режущей кромки 51 долота 3.

Рабочий орган работает следующим образом.

При взаимодействии стойки 1 с почвой криволинейно-вогнутая режущая кромка 2 боковины 12 обеспечивает заклинивание растительных остатков в верхней части стойки 1 между режущей кромкой 2 и почвой и их перерезание (см. фиг. 1-6). При отсутствии условий резания растительные остатки увлекаются вглубь щели, сжимаются между ее стенками и перерезаются в средней части стойки 1, где угол заточки ножа выполнен наименьшим. Резаные растительные остатки армируют стенки щели. При взаимодействии с грунтом долото 3 разрезает пласт почвы. Нижняя кромка 7 стойки 1 с режущей кромкой 2 дорезает оставшийся пласт грунта, образуя боковые стенки щели и уплотняя ее поверхности рыхлой почвой, поступившей с долота 3. В результате уплотнения стенок щели растительными остатками и почвой уменьшается их осыпание и заиливание. По мере нарастания наработки долото 3, работающее в наиболее тяжелых условиях почвогрунтов, интенсивно изнашивается. Основной металл носка стержня долота 3 изнашивается быстрее, обнажая наплавленные твердым сплавом 5 участки в подготовленных углублениях 4. Режущая кромка 51 на лезвии долота 3 принимает серповидную форму для варианта с углублениями, выполненными параллельно ее продольной оси, или форму сверла по спирали многозаходного винта, что улучшает самозатачивание лезвия 51 долота 3.

Во время работы, например, при нарезании водопоглощающих щелей на посевах многолетних трав, стойка 1 своей режущей кромкой 2 в верхней части разрезает растительные остатки на поверхности поля: корни в пахотном горизонте, а вместе с долотом 3 в нижней части стойки 1 материковый грунт. По мере работы лезвие 14 левой боковины 12 изнашивается быстрее чем наполнитель в угловом углублении 16, обнажая режущую кромку 2. При достижении наработки в пределах 180-210 га в угловом углублении 16 наполнитель истирается полностью. При дополнительной наработке 8-12 га лезвие 14 на боковине 12 изнашивается в равной степени и обнажают жало наполнителя в канавке 16 боковины 13, образуя новую режущую кромку по всей высоте стойки 1. При полном износе лезвия 15 и выкрашивания наполнителя режущей кромки 2 образуется галтень на боковинах 12 и 13. При размере галтели 3-5 мм стойку 1 выбраковывают, достигая наработку 500-530 га.

Для обеспечения большей водопроницаемости воды в пахотный и подпахотный горизонты стойку 1 заглубляют на глубину большее, чем пахотный горизонт и таким образом, чтобы ось съемного кольцевого ножа 27 должна быть на глубине 40.45 см при его диаметре не менее 160.180 мм. В этом случае режущая кромка 28 съемного кольцевого ножа 27 при своем движении срезает на своем пути корни растений. Срезанный почвенный цилиндр кольцевой режущей кромкой 28 лезвием 29 направляется в отверстие 37 съемного ножа 27. Выполненные на конус отверстия 37, опорного кольца 22, отверстия 21 стойки 1, выходного кольца 25 и внутреннего отверстия 35 не препятствуют перемещению в них почвенного цилиндра. Почвенный цилиндр плавно укладывается на поверхность дрены, которая получена при одновременном нарезании верхней и нижней части щели. При разрезании пласта почвы и грунта режущей кромкой 28 съемного кольцевого ножа 27, внешняя цилиндрическая поверхность 30 (см. фиг. 4) уплотняет стенку дрены. На вогнутых участках боковин 12 и 13 происходит релаксация почвы. Вторая фаза уплотнения стенки дрены начинается утолщениями 20 на тыльной грани боковин 12 и 13, а затем заканчивается внешней поверхностью донца 35 дренера. Выполнение съемного ножа 27 с внутренним лезвием 29, показанное на фиг. 4, предпочтительно использовать на твердых и переуплотненных почвах. При существенной наработке рабочего органа из-за разности твердости материала лезвия 29 и износостойкого материала 32 в кольцевой угловой канавке 31 происходит интенсивный износ внутренней поверхности отверстия 37 съемного кольцевого ножа 27. Одновременно с этим обнажается жало фаски износостойкого материала 32 в канавке 31, обеспечивая тем самым бесперебойную работу ножа 27. При достижении фаски на фронтальной части съемного ножа 27 с размером галтелей больше 5 мм, нож 27 демонтируется с опорного кольца 22 и заменяется новым или реставрированным.

При поделке противоэрозионных щелей на посевах трав первого или второго года произрастания предпочтительно пользоваться съемным цилиндрическим ножом 27, представленным на фиг. 5. Режущая кромка 28, как и в первом случае, срезает почвенный цилиндр, который беспрепятственно перемещается в полой конусной поверхности отверстия 21 стойки 1 и укладывается в дрену между верхней и нижней частями щели. Лезвие 29 интенсивно уплотняет стенку дрены. Величина деформации стенки дрены составляет на величину стенки кольцевого ножа 27. После предварительной деформации при прохождении выпуклой части стенок боковин 12 и 13 отверстия 21 происходит релаксация почвы на цилиндрической поверхности дрены.

При орошении дождевальными машинами с ровной поверхностью и на незначительных уклонах избыточная вода с поверхности поля по стенкам щели скатывается в дрену. С боковой поверхности дрены вода сходит в нижнюю часть щели. По мере заполнения нижней части щели, оросительная вода заполняет объем дрены и полость верхней части щелм. Так как степень уплотнения стенок щели и стенки дрены выше, нежели плотность почвенного цилиндра, то от оросительной воды почва разбухает и заполняет полость дрены. Вода в нижней части щели остается в запертом резервуаре. По мере разбухания почвы размер щели в своей верхней части уменьшается, тем самым снижается интенсивное испарение воды из щели. Дрена в средней части щели увеличивает объем накапливаемой воды и тем самым сводит до минимума водную эрозию почвы. Запас влаги в нижней части щели и в средней части дрены приводит к увеличению широкой зоны почвенного монолита в корнеобитаемом горизонте. Поделка узкой щели без нарушения структуры почвы в пахотном слое не приводит к повреждению корней кормовых культур, что способствует быстрому отрастанию отавы и получению устойчивых урожаев земной массы трав.

Выполнение стойки 1 рабочего органа щелевателя с криволинейно-вогнутыми стенками боковин 12 и 13 позволяет существенно снизить поверхность трения и тем самым уменьшить общее тяговое сопротивление орудия. Острые режущие кромки 2 стойки 1, кольцевая режущая кромка 28 съемного цилиндрического ножа 27 и режущая кромка 51 долота 3 обеспечивают резание корневых и растительных остатков, слоя почвы в пахотном горизонте и грунта ниже плужной подошвы. Этим обеспечивается устойчивое выполнение технологического процесса при поделке противоэрозионных щелей.

Для отвода извыточной воды (см. фиг. 7-11) на стойке 1 рабочего органа щелевателя с резьбовой части 26 опорного кольца 22 демонтируют съемный цилиндрический нож 27. На место цилиндрического ножа 27 ввинчивают головную часть дренера 39. Режущую кромку 42 дренера 39 устанавливают в створе с режущей кромкой 2 стойки 1. На выходное кольцо 25 специальным воротком, вставляемое в отверстие 44, навинчивают донце 38 дренера со сферической или криволинейной поверхностями. При перемещении орудия режущая кромка 42 головной части дренера 39 разрезает почвогрунт. Криволинейной поверхностью дренера 39 и его боковыми гранями 40 и 41 почва или грунт смещается в сторону, образуя круглое отвестие. Стенки этого отверстия уплотняются средней частью головной части дренера 39 и внешней цилиндрической поверхностью опорного кольца 22. При перемещении стойки 1 режущая кромка 2 лезвия 14 разрезает корневые части растений и пласт почвы на высоте стойки 1. Лезвие 15 сдвигает вправо часть почвы и уплотняет стенки выше и ниже дрены. При дальнейшем прохождении стойки 1 криволинейно-вогнутыми участками боковин 12 и 13 происходит релаксация (частичное восстановление почвы впределах размера щели) почвы и сужение щели. Криволинейной или сферической поверхностью донца 38 происходит доуплотнение стенки дрены. При поделке дрен избыточная вода по вертикальной щели и дрене направляется в водоотводящие канавы. Илистые частицы в отводимой воде по мере осаждения заполняют нижнюю часть щели. Дрена в этом случае беспрепятственно проводит воду в осушительные (сбросные) каналы. По мере заполнения щели частицами почвы происходит накопление (осадка) почвенных примесей на донной части дрены. Двукратное уплотнение стенки дрены способствует ее устойчивости от обваливания стенок. Указанные мероприятия обеспечивают эффективность отвода воды на орошаемых участках с высоким залеганием грунтовых вод.

Для повышения плодородия и эффективного использования орошаемых земель важно провести агротехнический прием аэрацию почвы. Технологическими опытами установлено, что при аэрации почвы в корнеобитаемом слое урожайность кормовых культур может возрасти до 50% по сравнению с урожаем на контроле. На фиг. 12-14 представлен рабочий орган щелевателя, который, кроме рассмотренных съемных элементов, снабжен двумя горизонтальными лапами 45 и 46. Лапы 45 и 46, размещенные за стойкой 1, плавно переходят с поверхности донца 35 дренера 39 в боковины 12 и 13. Как и в ранее рассматриваемых случаях, режущая кромка 2 лезвий 14 и 15 нарезает вертикальную щель. Головная часть дренера 39 с режущей кромкой 42 разрезает вертикальную щель и затем формирует цилиндрическую стенку дрены. Упрочнение стенки дрены происходит донцем 35 дренера. Режущими кромками 49 и 50 лезвий 47 и 48 левой лапы 45 и правой лапы 46 нарезают горизонтальные каналы, как для отвода воды, так и для доступа кислорода из атмосферы воздуха в корнеобитаемом слое растений. Отклоненные лезвия 47 и 48 лап 45 и 46 способствуют сходу неперерезанных корневых остатков с режущих кромок 49 и 50.

Описанный рабочий орган со съемными элементами позволяет на полях, занятых сельскохозяйственными культурами, проводить без нарушения растительного покрова поделку противоэрозионных водопоглощающих щелей, дрен для отвода избыточной воды с близким залеганием грунтовых вод и аэрацию почвы, на любом этапе органогенеза растений. В таблицах 1-3 представлены экспериментальные данные смыва почвы по геоморфологическим зонам Нижнего Поволжья после каждого полива дождевальными машинами "Фрегат", "Волжанка" и ДДА-100МА без щелевания (контроль), с поделкой противоэрозионных щелей серийным щелевателем ЩН 2-140 и с экспериментальными рабочими органами образца 1991 и 1992 гг. на раме ЩН 2-140. Агрегатирование навесных щелерезов проводилось с тракторами ДТ-75 М. Глубина поделки щелей в первом случае была установлена равной 45 см, а во втором 0,6 м. Расстояние между щелями соответственно, 1,45 м (ЩН 2-140) и 2,1 м в экспериментальном щелерезе.