комбинированное орудие обработки почвы и способ обработки почвы

Формула изобретения

1. Комбинированное орудие для обработки почвы, агрегатируемое с имеющим навесную систему трактором, включающее раму и зубовую борону, отличающееся тем, что орудие имеет ударное устройство, кронштейны и опорно-приводные колеса, причем рама орудия посредством шарниров присоединена к кронштейну плуга или сцепки с возможностью поворота и перемещения по вертикали для копирования рельефа почвы в продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях, причем опорно-приводные колеса установлены на осях, оси прикреплены к кулисам, которые шарнирно установлены на цапфах и связаны с рамой через амортизаторы, при этом левый по ходу движения орудия амортизатор установлен на раме с возможностью регулирования своего положения, кроме того, ударное устройство выполнено в виде установленного на раме орудия вала с приваренными к нему дисками, на которых посредством осей установлены шарнирно соединенные между собой поводки и сменные рабочие органы, причем каждая ось шарнирного соединения поводков с рабочими органами имеет ролики для перемещения по направляющей, а вал ударного устройства выполнен приводным посредством цепных передач от опорно-приводных колес, кроме того, зубья бороны закреплены на валиках, валики установлены на раме орудия шарнирно и посредством рычагов и пружин растяжения соединены с рейкой, которая установлена на раме с возможностью продольного перемещения для регулировки усилия отклонения зубьев бороны при встрече с препятствием и стопорения посредством фиксатора, при этом для работы орудия совместно с плугом на нижнюю ось навесной системы трактора установлен рычаг, проходящий через шарнир, закрепленный на плуге для поворота и перемещения его при подъеме и опускании навесной системы трактора, причем другой конец рычага посредством цепей регулируемой длины соединен с кронштейнами рамы орудия.

2. Комбинированное орудие по п.1, отличающееся тем, что рабочие органы выполнены в виде лопаток, или прутков, или цепей.

3. Способ обработки почвы, включающий вспашку, причем при вспашке или после нее осуществляют последовательно ударное воздействие и боронование, при этом ударное воздействие осуществляют сменными рабочими органами в виде лопаток, или прутков, или цепей в зависимости от физико-механических свойств почвы и цели обработки, при этом обработку почвы осуществляют с линейной скоростью рабочих органов, превышающей скорость орудия, а усилие отклонения зубьев бороны регулируют в зависимости от физико-механических свойств почвы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам в области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям обработки вспаханной почвы, и может быть использовано для разделки пластов почвы во время вспашки и после вспашки.

Известно комбинированное орудие для обработки почвы, принятое за прототип, агрегатируемое имеющим навесную систему трактором и включающее раму и зубовую борону (RU 2224394 С2, 27.02.2004). Кроме того, известна самоочищающаяся борона (авт.св. №694110, А01В 19/02, 19/10), содержащая раму, состоящую из продольных планок и поперечных валиков с жестко закрепленными на них зубьями. Поперечные валики снабжены регулировочными пластинами с отверстиями, соединены с продольными планками шарнирно и связаны с ними с помощью пружин кручения, один конец которых закреплен в отверстиях регулировочных пластин. Недостатком этих конструкций является неудовлетворительная обработка поверхностного слоя почвы. Самоочищение борон в конструкции RU 2224394 С2, 27.02.2004 отсутствует, а у другого аналога недостаточно эффективно.

Задачей изобретения является улучшение качества обработки почвы во время и после вспашки при минимальных энергозатратах.

Как и у аналогов, представленное изобретение включает борону, но в отличие от них предлагаемое комбинированное орудие обработки почвы содержит также ударное устройство. Ударное устройство предназначено для разрушения образующихся при вспашке комков почвы, а борона - для ее рыхления, причем зубья бороны закреплены на валиках, установленных на раме шарнирно, и могут отклоняться при встрече с препятствиями, самоочищаясь. Для обработки почвы во время вспашки орудие шарнирно крепят к раме плуга. Несколько комбинированных орудий, соединенных в сцепку, можно использовать для обработки почвы спустя некоторое время после вспашки.

Новые существенные признаки:

- орудие включает ударное устройство, кронштейны и опорно-приводные колеса, причем рама орудия посредством шарниров присоединена к кронштейну плуга или сцепке с возможностью поворота и перемещения по вертикали для копирования рельефа почвы в продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях;

- опорно-приводные колеса установлены на осях, оси прикреплены к кулисам, которые шарнирно установлены на цапфах и связаны с рамой через амортизаторы, при этом левый по ходу орудия амортизатор установлен на раме с возможностью регулирования своего положения;

- ударное устройство выполнено в виде установленного на раме орудия вала с приваренными к нему дисками, на которых посредством осей установлены шарнирно соединенные между собой поводки и сменные рабочие органы, причем каждая ось шарнирного соединения поводков с рабочими органами имеет ролики для перемещения по направляющей;

- вал ударного устройства выполнен приводным посредством цепных передач от опорно-приводных колес;

- зубья бороны закреплены на валиках, валики установлены на раме орудия шарнирно и посредством рычагов и пружин растяжения соединены с рейкой, которая установлена на раме с возможностью продольного перемещения для регулировки усилия отклонения зубьев бороны при встрече с препятствием и стопорения посредством фиксатора;

- для работы орудия совместно с плугом на нижнюю ось навесной системы трактора установлен рычаг, проходящий через шарнир, закрепленный на плуге для поворота и перемещения его при подъеме и опускании навесной системы трактора, причем другой конец рычага посредством цепей регулируемой длины соединен с кронштейнами рамы орудия;

- рабочие органы выполнены в виде лопаток или прутков или цепей.

Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Совокупность известных и отличительных существенных признаков заявляемого орудия не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.

Новый технический результат заключается в том, что использование комбинированного орудия улучшает качество обработки почвы, способствуя увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.

На фиг.1 показан вид орудия сбоку в агрегате с плугом; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3а - схема ударного устройства; на фиг.4 - фиксатор рейки бороны; на фиг.9 - разрез Г - Г.

При работе орудия совместно с плугом кронштейн 1 приваривают к раме плуга (фиг.1, 2). К нему через шарнир 2 присоединяют комбинированное орудие обработки почвы. Опорно-приводные колеса 4 с почвозацепами 5 установлены на осях, прикрепленных к кулисам 6 (фиг.9). Кулисы шарнирно установлены на цапфах и, кроме того, связаны с рамой 3 через амортизаторы 7, позволяющие копировать неровности почвы. Стаканы амортизаторов крепят к раме, причем положение левого по ходу орудия амортизатора можно регулировать. В частности, левый амортизатор опускают относительно рамы орудия при работе совместно с плугом, поскольку при этом левое колесо орудия движется по борозде, а правое - по вспаханному полю. Колеса через закрытые цепные передачи 8 приводят во вращение вал ударного устройства 9, вращающийся в опорах, установленных на раме (фиг.2, 3а, 9). К валу приварены диски 10 (фиг.2), а к ним по периферии - оси поводков 11. Каждый поводок 22 одной стороной надет на ось поводков, а другой - на ось 24, на которую устанавливают сменные рабочие органы 25. По краям осей рабочих органов размещены ролики 23 (фиг.1, 2). Часть траектории ролики пробегают, а рабочие органы скользят по внутренней поверхности направляющей 21. На заднем участке рамы установлены опоры валиков 13. В опорах установлены валики 14, к которым крепят зубья 15 бороны. Левые края валиков через рычаги 19 соединены с пружинами растяжения 17, а пружины - с рейкой 18. В рейке имеются отверстия для ее установки в нужном положении с помощью фиксатора 20. Корпус фиксатора 29 (фиг.4) приварен к раме и закрыт крышкой 30. В нем выполнена фигурная прорезь, в которой перемещают рычаг 31, ввернутый в шток фиксатора 32, поджатого пружиной 33 для исключения самопроизвольного выхода штока из отверстия рейки. При работе орудия совместно с плугом на нижнюю ось навесной системы трактора надевают рычаг 28 (фиг.1, 2), который при подъеме и опускании плуга скользит и поворачивается в шарнире 27. Другой конец рычага соединен регулируемыми цепями 26 с кронштейнами 12 рамы, служащими для подъема орудия.

Известен способ обработки почвы, включающий вспашку и боронование зубовыми боронами (RU 2224394 С2, 27.02.2004). Кроме того, применяют почвообрабатывающие орудия аналогичные указанному в и авт. св. №1181574, А01В 17/00, 1984. Недостатком этих способов является неудовлетворительная обработка почвы.

Задачей изобретения является улучшение качества обработки почвы во время и после вспашки при минимальных энергозатратах.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ обработки почвы предусматривает две фазы: ударное воздействие и боронование. При ударном воздействии на пласты почвы происходит разрушение комков, находящихся на ее поверхности, а затем бороны производят рыхление почвы. В зависимости от физико-механических свойств почвы и цели обработки устанавливают соответствующие рабочие органы ударного устройства: лопатки, прутки, цепи. Удельное давление прутков на почву при ударе в 1,8 раза больше, чем лопаток, а цепей - в пять раз больше, чем лопаток. Для обработки почвы во время вспашки орудие работает совместно с плугом. Его располагают сзади справа от плуга. Для обработки почвы спустя некоторое время после вспашки используют несколько комбинированных орудий, соединенных в сцепку, агрегатируемую с трактором.

Новые существенные признаки:

- обработку почвы при вспашке или после нее осуществляют в две последовательные фазы: ударное воздействие и боронование;

- ударное воздействие можно осуществлять сменными рабочими органами: лопатками, прутками или цепями, при этом применяемые рабочие органы зависят от физико-механических свойств почвы и цели обработки;

- обработку почвы осуществляют с линейной скоростью рабочих органов, превышающей скорость орудия;

- усилие отклонения зубьев бороны регулируют в зависимости от физико-механических свойств почвы.

Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Совокупность известных и отличительных существенных признаков заявляемого способа не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.

Новый технический результат заключается в том, что использование предлагаемого способа улучшает качество обработки почвы, способствуя увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.

На фиг.3б показана схема работы ударного устройства; на фиг.5 - схема преодоления препятствия зубом бороны; на фиг.6 - положения орудия при работе, развороте на краю поля и при транспортировке; на фиг.7 - орудия в сцепке; на фиг.8 - рабочие органы ударного устройства.

В начале гона механизатор опускает навесную систему трактора (фиг 6а). При движении агрегата колеса орудия приводят во вращение вал ударного устройства с шарнирно установленными на осях ударными группами (фиг.3б). Каждая ударная группа включает поводки, ось рабочих органов и рабочие органы. При вращении в конце контакта с почвой ударной группы ролики, расположенные на краях осей рабочих органов, а затем рабочие органы попадают на направляющую с внутренней стороны в точке А, и ролики перекатываются, а рабочие органы скользят по направляющей до точки В. На этом участке с целью энергосбережения и для придания рабочим органам оптимальной траектории ударная группа находится в полусложенном виде. В точке В ролики, а затем рабочие органы сходят с направляющей. При этом ударная группа под действием центробежной силы и силы тяжести на участке ВС раскрывается. Рабочие органы при раскрытии описывают дугу, увеличивая скорость движения, и ударяют по почве, разбивая ее на малые комочки. Передаточное отношение от колес к валу подобрано таким, что линейная скорость движения рабочих органов по почве на участке СА больше рабочей скорости движения агрегата. Поэтому после удара они проскальзывают по поверхности почвы, дополнительно ее измельчая и самоочищаясь от частиц прилипшей почвы. Почвозацепы колес не только создают вращающий момент, но также работают как игольчатые бороны, способствуя измельчению почвы на пути их прохождения. Самоочищение почвозацепов от частиц почвы осуществляется через действие центробежной силы.

Для обработки почвы в глубине и ее дополнительного измельчения установлена борона со стандартными зубьями. Самоочищение бороны и защита ее от повреждений при попадании камней, корней кустарниковой растительности, остатков дерна происходит через поворот валиков, к которым крепят зубья (фиг.5). Регулировку усилия поворота валиков производят перемещением рейки, изменяя силу натяжения пружин. Положения рейки устанавливают фиксатором.

В конце гона механизатор с помощью гидравлической системы трактора поднимает агрегат (фиг.6б). При этом рычажная система обеспечивает поворот орудия при подъеме на больший угол по отношению к поверхности земли в сравнении с поворотом плуга с целью уменьшения момента инерции орудия в поднятом положении и вероятности его повреждения при разворотах. При переезде на большие расстояния орудие вручную поворачивают на шарнирах и закрепляют на плуге (фиг.6в).

Комбинированные орудия можно применять совместно с навесной сцепкой (фиг.7). При этом орудия располагают в два ряда. В зависимости от физико-механических свойств почвы и цели обработки в качестве рабочих органов ударного устройства можно использовать лопатки, стержни, цепи (фиг.8).