способ аэрационной обработки и нарезания щелей и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ аэрационной обработки и нарезания щелей, включающий послойное срезание почвогрунта, отличающийся тем, что верхний слой почвы срезается пассивным рыхлителем на глубину 0,3-0,65 от глубины нарезаемой щели (рыхления) с последующим срезанием нижнего слоя рабочими органами ротора.

2. Устройство для аэрационной обработки и нарезания щелей, включающее последовательно установленные пассивный рыхлитель и ротор с приводом от ВОМ энергосредства, отличающееся тем, что рыхлитель установлен в плоскости вращения его рабочих органов так, что его режущая кромка находится выше нижней точки окружности, описываемой концами рабочих органов ротора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к аэрационной обработке почвы и нарезанию щелей.

Известны способы глубокой обработки почвы и нарезания щелей и устройства, обеспечивающие ярусную обработку при нарезании щелей рабочими органами, установленными на различную глубину (а.с. 481247, 1482560). Однако, при щелевании пассивными рабочими органами развивается значительное тяговое сопротивление: в полевом севообороте - 1200-1600 кг; на лугах - 1800-2200 кг на одну щель при глубине 40-45 см. Ярусная обработка при этом несколько снижает тяговое сопротивление (на 8-12%), но при глубоком рыхлении (свыше 35 см) оно остается значительным.

Неизбежное при этом буксование движителей энергосредства приводит к интенсивному разрушению структуры почвы, а на лугах - к уничтожению дернового слоя с последующим возникновением водной эрозии почвы на склонах.

Значительно снизить тяговое сопротивление щелереза позволяют активные рабочие органы. Однако при нарезании щелей активным ротором (привод от вала отбора мощности энергосредства) в навеске энергосредства развивается избыточное подталкивающее усилие - до 15-18 кН (табл.1) при общих затратах мощности 50-53 кВт на две нарезаемые щели. Значительное подталкивающее усилие снижает устойчивость движения агрегата и вызывает скольжение движителей энергосредства, что также отрицательно сказывается на структуре почвы и дерновом слое.

Снизить тяговое сопротивление при нарезании щелей пассивными рабочими органами и исключить избыточное подталкивающее усилие при активных рабочих органах возможно при комбинированном способе нарезания щелей приводным ротором и пассивным рыхлителем, установленными на различную глубину обработки. Известны устройства (а. с. 1371527, 1409184 A 01 В 13/16), включающие пассивный щелерез и установленный перед ним на меньшую глубину приводной ротор. Установленный впереди ротор снижает тяговое сопротивление по сравнению с пассивным щелерезом на 10-12%, однако суммарная энергоемкость процесса остается довольно высокой (52-59 кВт на две нарезаемые щели).

Наиболее близким аналогом заявленного устройства является а.с. 1099861 A1, т. к. в соответствии с табл.2 конструктивные признаки совпадают по пяти пунктам.

Однако, в заявленном устройстве пассивный рыхлитель установлен в плоскости вращения рабочих органов ротора, что значительно снижает энергоемкость процесса по сравнению с конструктивной схемой по а.с. 1099861, где предусмотрено сплошное фрезерование.

Расположение режущей кромки пассивного рыхлителя выше нижней точки окружности, описываемой концами рабочих органов, увеличивает подталкивающее усилие, в результате чего существенно снижаются затраты на передвижение энергосредства, потери в его трансмиссии и тяговое сопротивление машины в 5-7 раз (пункт 3, подпункт 4 табл.1).

В целом энергоемкость процесса заявленного технического решения (пункт 3 подпункт 2 таблицы 1) в 1,6 раза ниже по сравнению с вариантом, близким по аналогии к а.с. 1099861 (подпункт 4, пункт 3, табл.1).

Кроме того, при такой схеме увеличение или уменьшение глубины хода ротора в обеих случаях приводят к росту суммарных затрат энергии, что практически исключает возможность регулирования взаимного положения ротора и пассивного рыхлителя для различных условий.

Предлагаемый способ нарезания щелей и устройство для его осуществления обеспечивают возможность широкого регулирования тягового усилия (до нуля) при общем снижении энергозатрат.

При глубине хода рыхлителя 20-25 см и глубине нарезаемой щели 43-45 см тяговое усилие близко к нулю, а общие затраты энергии ниже, чем по схеме ротор - щелерез (а.с. 1371527, 1409184) в 1,2-1,3 раза (табл.1). По схеме щелерез - ротор (а. с. 1099861) где нижняя точка окружности, описываемой крайними точками рабочих органов ротора, выше режущей кромки пассивного рыхлителя, а рабочие органы ротора предусматривают сплошную обработку, энергоемкость процесса по результатам исследований (табл.1) выше по сравнению с заявленным способом в 1,5-1,6 раза. Кроме того, при нарезании щелей на основных фонах сплошная обработка по агротехническим требованиям не предусмотрена.

В табл.2 приведены результаты анализа конструктивных признаков аналогов.

Основные конструктивные признаки предложенного способа нарезания щелей и устройства для его осуществления, отличающие его от прототипа (по а.с. 1371527 и 1099861):

1. Послойное срезания грунта при нарезания щели рыхлителем на глубину 0,3-0,65 глубины нарезаемой щели.

2. Пассивный рыхлитель установлен в плоскости вращения рабочих органов ротора.

3. Режущая кромка пассивного рыхлителя находится выше нижней точки окружности, описываемой концами рабочих органов ротора.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса, исключение разрушения структуры почвы, а на лугах - снижение травмирования дернового слоя.

На чертеже изображены конструктивно-технологическая схема устройства для нарезания щелей и способ его выполнения.

Способ нарезания щелей включает послойное срезание почвогрунта последовательно установленными рыхлителем и ротором. Причем верхний слой срезается пассивным рыхлителем 1 (см. чертеж) на глубину h₁, равную 0,3-0,65 глубины h нарезаемой щели, а нижний слой срезается на глубину h рабочими органами 2 ротора 3.

Устройство для выполнения данного способа включает последовательно установленные на раме 4 пассивный рыхлитель 1 и ротор 3. Причем рыхлитель 1 установлен впереди ротора 3 в плоскости вращения его рабочих органов 2 так, что его режущая кромка находится выше нижней точки окружности, описываемой рабочими органами 2 ротора. Ротор 3 приводится во вращение через редуктор 5.

Устройство для нарезания щелей работает следующем образом.

При движении агрегата рыхлитель 1 прорезает щель на глубину h₁. Рабочие органы 2 ротора срезают второй слой почвы на заданную глубину h. При этом рыхлитель 1 создает тяговое сопротивление, а ротор 3 развивает подталкивающее усилие. Глубиной хода рыхлителя 1 (h₁) регулируется тяговое сопротивление агрегата. Минимальная потребная мощность получена при глубине хода рыхлителя 1 0,3-0,65 от глубины нарезаемой щели (табл.1).