устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений

Формула изобретения

Устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений, содержащее раму и механизмы следящей гидросистемы с плоскорежущими рабочими органами, отличающееся тем, что к раме жестко закреплены направляющие, по которым движутся в поперечном относительно движения орудия направлении стойки рабочих органов, снабженные вращательными шарнирами, а центры осей симметрии стоек установлены в середине отрезка, соединяющего по линии их движения центры приложения сил, действующих на них со стороны почвы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для ухода за многолетними насаждениями.

Известны устройства для межкустовой обработки почвы типа описанных в авторских свидетельствах СССР №139486; 594906; 869574; 1026670 по кл. А 01 В 39/16 соответственно 1961, 1978, 1981, 1983 г. и многие другие, которые обрабатывают почву в рядах насаждений с помощью поворотного рабочего органа, рычажного щупа, гидрораспределителя и других служебных механизмов.

Недостатком всех их является довольно значительная необработанная зона вокруг штамбов насаждений, которая остается за счет того, что рабочий орган устройства для межкустовой обработки почвы обходит их (штамбы насаждения) вращательным движением (в горизонтальной плоскости) вокруг оси своего крепления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является приспособление для межкустовой обработки почвы на виноградниках типа ПРВН-72000, включающее плоскорежущие поворотные лапы с отпашниками, сигнальные устройства - щупы, гидросистему (гидроцилиндры, золотники, клапан, штанги, штуцеры и т.д.) и обтекатели (Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Одесса: Облполиграфиздат, 1981) - “прототип”.

Недостатком этого известного приспособления является то, что при неравномерном во времени изменении нагрузок на боковые поворотные рабочие органы, вызванных изменением удельного сопротивления почвы и др. факторами, возникает взаимная зависимость рабочих органов при работе.

На лапе, которая вводится в ряд, нагрузка достигает максимального значения, а на другой - минимального. В этом случае рабочая жидкость течет туда, где ей оказывают меньшее противодавление, т.е. в гидроцилиндр с меньшим давлением, в приводной гидроцилиндр, у которого лапа введена в ряд и больше нагружена, жидкость поступает в недостаточном количестве, поэтому ей не хватает мощности и скорости, чтобы быстро и своевременно вводиться в ряд насаждений.

То есть в системе автоматически устанавливается давление в строгом соответствии с менее нагруженным в текущий момент времени рабочим органом, что приводит к самопроизвольному повороту второго нагруженного рабочего органа и оставлению вследствие этого необработанной межкустовой зоны или подрезанию штамба.

Кроме того, во время экстремальных значений нагрузок на поворотных лапах появляется момент, способствующий повороту орудия в горизонтальной плоскости, что также приводит к подрезанию насаждений и дестабилизации его движения.

Для устранения взаимной зависимости рабочих органов при работе в устройствах для межкустовой обработки используются делители гидротока (а.с. СССР №1026670). Но это приводит к усложнению схемы устройства, не говоря уже о том, что исполнение самих делителей, как например, в приведенном авторском свидетельстве №1026670, представляет значительную трудность: изготовление профилированных упоров, плоской фигурной пружины с нелинейной характеристикой и т.п.

Необработанная зона вокруг штамбов насаждения, образованная в результате вращательного движения рабочего органа при обходе насаждения, складывается из значений l, l₁ и l ₂ (фиг.2).

В настоящее время, по агротехнике (исходя из возможностей имеющейся почвообрабатывающей техники) значение l, с одной стороны штамба, составляет 40-50 см. С другой - столько же. В результате, по обе стороны штамба оказывается необработанной значительная зона (2l=80-100 см), не говоря о значениях l ₁ и l₂, которую также необходимо затем обрабатывать вручную. К указанным значениям добавляются и те огрехи, которые допущены машиной.

Другим существенным недостатком этого устройства является преждевременный износ и повреждения деталей и узлов поворотной лапы.

Цель изобретения - уменьшение необработанной зоны вокруг штамбов, повышение долговечности и надежности работы деталей и узлов рабочих органов и стабилизация движения орудия по междурядью насаждений.

Для достижения поставленной цели к раме орудия жестко закреплены направляющие, стойки рабочих органов снабжены вращательными шарнирами, с помощью которых плоскорежущая лапа движется по направляющим в поперечном относительно движения орудия направлении, а центры осей симметрии стоек установлены в середине отрезка, соединяющего по линии их движения, центры приложения сил, действующих на них со стороны почвы.

При работе на лапу со стороны почвы действуют распределенные силы Fn и Fn_1, gn и qn₁. Суммарно эти силы могут быть сосредоточены в середине длин каждой из сторон плоскорежущей лапы (L/2, L₁/2) с центром О и О¹ и представлены как результирующие Fn и Fn₁. Результирующие Fn и Fn ₁ имеют свои составляющие, соответственно Fn₁ , Fn₂ и F¹n₁, F¹ n₂, разложенные по принципу параллелограмма, т.е. Fn=Fn₁+Fn₂ и F¹n=F¹ n₁+F¹n₂. Для определения места установки стойки перемещаем разложенные силы пространственно в направлении, до пересечения осью движения лапы п-n вдоль их нормальных составляющих Fn₂ и F¹n₂ (не показано). Находим центры O₁ и О¹ ₁. Половинное значение отрезка С/2 между этими центрами O₁ и О¹₁ и будет являться точкой для установки центра осей симметрии стойки плоскорежущей лапы.

На фиг.1 показан общий вид орудия для междурядной и межкустовой обработки виноградников; на фиг.2 - траектория движения рабочего органа при вращательном обходе штамба насаждения; на фиг.3 - траектория движения рабочего органа орудия при поперечном обходе штамба насаждения; на фиг.4 - схема гидравлической системы устройства; на фиг.5 - схема вращательных шарниров; на фиг.6 - схема для определения точки установки стойки на лапе.

Устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений содержит раму 1, на которой жестко закреплены направляющие 2, 3 для перемещения в них посредством вращательных шарниров стоек 4, 5 плоскорежущих лап 6, 7. Для ввода и вывода последних из ряда насаждений на раме 1 шарнирно к ним (к рабочим органам) установлены приводные гидроцилиндры 8, 9, закрепленные также шарнирно к стойкам 4, 5, движущимся посредством вращательных шарниров, включающих шлицевые пары: корпуса 10 и одной из стоек, например 5, двух полуосей 11, 12, служащих осями для вращения подшипников 13, 14, жестко соединенных (полуосей 11, 12) с корпусом 10. Стойки плоскорежущих лап через обратные связи 15, 16 и гидропровода 17, 18, 19, 20, соединены с гидрораспределителями 21, 22, на оси золотника которых установлены сигнальные щупы 23, 24, связанные с возвратными пружинами 25, 26. Напорные и сливные полости гидрораспределителей 21, 22 гидропроводами 27, 28, 29, 30 через предохранительный клапан 31 соединены с гидрораспределителями агрегатирующего трактора (не показан).

Устройство работает следующим образом. При движении агрегата по междурядью, встретившись с препятствием (штамб, столб), щуп, например 23, поворачивается (по стрелке) и переводит золотник гидрораспределителя 21 в положение, при котором рабочая жидкость поступает в штоковую полость гидроцилиндра 8; шток задвигается, и лапа 6 выводится из ряда, совершая поперечное движение (к направлению движения орудия). После того, как щуп проходит препятствие, рабочая жидкость из гидрораспределителя 21 по гидропроводу 19 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 8, выталкивает шток, и лапа 6 вводится в ряд. При следующей встрече щупа с препятствием процесс повторяется и т.д.

Анализ показывает, что изменение траектории обхода штамба насаждения (вращательное движение меняется на поперечное) дает значительный эффект при работе орудия без дополнительного усложнения схемы устройства. Этот эффект складывается из уменьшения необработанной зоны вокруг насаждения, так как плоскорежущая лапа будет способна при соответствующей регулировке угловых положений ее (лапы) и щупа буквально описать штамб насаждения; повышения стабильности работы рабочих органов, исходящего из того, что при поперечном обходе штамба не будет возникать на лапах экстремальных значений нагрузок, так как нагрузки на них (на лапах) при обходе насаждения будут примерно одинаковые (при вращательном обходе насаждения, при вводе и выводе изменялись длины проекции рабочих органов на вертикальную плоскость, и поэтому величины нагрузок на них приходились разные, а при поперечном - длины проекции рабочих органов на вертикальную ось будут равные), вследствие этого (исчезновения экстремальных значений нагрузок на лапах) повысится поперечная устойчивость орудия при его движении по междурядью насаждений и отпадет необходимость установки делителя гидропотока в схемах устройств для межкустовой и приствольной обработки почвы.

Поперечный обход штамбов насаждений позволяет также значительно сэкономить гидравлическую энергию, затрачиваемую на работу гидросистемы орудия. Если при вращательном обходе штамбов поворотный рабочий орган необходимо удерживать в ряду насаждений на расстоянии от штамба до следующего штамба во взведенном положении, и при этом в поршневой полости приводного гидроцилиндра поддерживается высокое давление (до 40-50 атм для подпора рабочего органа), то при предлагаемом техническом варианте (с поперечным обходом) создавать такой подпор не требуется. На этом этапе технологического процесса рабочая жидкость идет на слив, т.е. происходит энергосбережение. Гидравлическая энергия в данном случае затрачивается только на ввод и вывод рабочих органов при обходе штамбов насаждений.

Предлагаемое техническое решение позволяет свести к минимуму подрезание насаждений, необработанную площадь вокруг них, повысить надежность и долговечность работы деталей и узлов рабочих органов устройства и стабилизацию движения орудия по междурядью насаждений.

Годовой экономический эффект от использования орудия с рабочими органами поперечного обхода штамба насаждений только за счет уменьшения необрабатываемой зоны вокруг штамбов насаждений и исключения их подрезания составит 173000 рублей.