ротационное почвообрабатывающее орудие

Формула изобретения

1. Ротационное почвообрабатывающее орудие, включающее размещенный справа от трактора между его передними и задними колесами приводной ножевой ротор, вращающийся против часовой стрелки, причем ось его вращения наклонена вперед и в сторону трактора и он смонтирован на раме, снабженной двумя опорными колесами, установленными с возможностью изменения их высоты относительно ротора, и соединенной с трактором посредством продольной оси поворота и гидроцилиндра, отличающееся тем, что опорные колеса размещены впереди ротора, а их суммарная ширина составляет около половины от его диаметра, при этом с противоположной по отношению к трактору стороны ротора смонтирован неподвижный отбойный щиток криволинейной формы, поверхность которого наклонена в поперечной плоскости в сторону трактора, а задняя кромка расположена ближе к нему, чем передняя, при этом рама орудия снабжена разъемом, который представляет собой две концентричные дугообразные пластины, сориентированные выпуклыми сторонами к трактору, при этом передняя кромка каждой из дугообразных пластин размещена ближе к нему, чем задняя.

2. Ротационное почвообрабатывающее орудие по п.1, отличающееся тем, что центр кривизны поверхностей дугообразных пластин расположен над ротором в продольной плоскости, содержащей ось его вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельхозмашиностроению, в частности может быть использовано для ухода за растениями с широкорядной схемой посадки, например ягодными кустарниками или виноградом.

Известно ротационное почвообрабатывающее орудие (авторское свидетельство СССР № 1794335), содержащее ротор, ось вращения которого наклонена в сторону трактора. При этом ротор опирается в задней части на опорное колесо и смонтирован на поворотной раме, шарнирно соединенной с остовом трактора. За счет этого обеспечивается лучшая возможность согласования глубины обработки почвы с глубиной залегания корневой системы растений.

Недостатком конструкции является то, что в задней части траектории движения ножей значительная часть почвы забрасывается ими внутрь ряда, частично присыпая культурные растения. Негативные последствия этого на многолетних растениях начинают ощущаться уже на третий-четвертый год эксплуатации плантации. Вдоль растений (особенно ягодных кустарников) образуются почвенные валы, существенно осложняющие работу уборочных машин. При этом попавшие внутрь ряда излишки почвы удалить практически невозможно.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению конструкцией является ротационное почвообрабатывающее орудие (патент РФ № 2390982), принятое за прототип. Проблемы, связанные с исключением нежелательного перемещения почвы, решены в этом техническом решении, в первую очередь, за счет того, что ось вращения ротора одновременно наклонена как вперед по ходу агрегата, так и вбок - в сторону трактора. За счет этого выглубление ножей происходит примерно за 40°-50° до крайней задней точки траектории их вращения. В связи с этим большая часть отброшенной ножами почвы получает импульс движения в направлении, сориентированном под острым углом к продольной оси агрегата, и практически полностью засыпает выемку, образовавшуюся в результате частичного изъятия почвы ножами вращающегося ротора. Таким образом, почва не отбрасывается в значительных количествах ни в сторону трактора, ни в ряды культурных растений. Этому способствует также и то, что функцию отбойного щитка выполняет опорное колесо, размещенное сзади ротора, асимметрично по отношению к его оси.

Однако полностью исключить неконтролируемый разброс почвы не удается. Это обусловлено тем, что как профиль поверхности междурядья, так и плотность почвы варьируют по длине и ширине междурядья в широких пределах. В связи с этим «факел» разброса стабилизировать в полной мере не удается. Поэтому для того, чтобы с гарантией исключить попадание почвы внутрь ряда растений, приходится устанавливать такое соотношение между углами продольного и поперечного наклона оси вращения ротора, что происходит излишнее изъятие почвы из прикустовой зоны, в результате чего в ней возникает продольная канавка. Ее чрезмерный рост в результате многократных обработок негативно влияет на корневую систему растений.

Кроме того, часть сорняков и вырезаемых ножами ротора излишних стеблей малины увлекаются движущимися элементами ротора во вращение и наносят травмы поверхностным слоям молодых стеблей. В результате часть стеблей поражается грибными инфекциями и погибает.

Для исключения указанных негативных явлений целесообразно повернуть «факел» разброса почвы на некоторый угол в сторону ряда, поместив на пути потока почвенных частиц неподвижный отбойный щиток, выполняющий две функции: гарантированное улавливание указанных частиц и защиту стеблей от повреждения захваченными ножами ротора сорняками. За счет наклона щитка исключается переброс почвы через его верхнюю кромку и ее сгруживание, а отгиб заднего конца в строну трактора гарантирует улавливание всех частиц почвы, кинетическая энергия и угол отброса которых позволяет им достичь ряда растений. Размещенные впереди ротора опорные колеса значительной ширины осуществляют предварительное пригибание высокорослых сорняков и удерживают их от захвата движущимися частями вращающегося ротора. Наличие разъема рамы и особенности его конструкции позволяют изменять соотношение между углами наклона оси вращения ротора в продольном и поперечном направлениях, приводя его в соответствие с состоянием агрофона, сохраняя при этом жесткость и надежность конструкции без нарушения кинематики механического привода ротора. Кроме того, упрощается процесс присоединения орудия к трактору.

Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: исключение нежелательного перераспределения почвы в поперечном направлении, а также повреждения стеблей культурных растений (например - малины) длинностебельными сорняками, захваченными деталями вращающегося ротора. Положительный эффект достигается за счет оптимизации траектории отброса почвы ножами вращающегося ротора и совершенствования характера взаимодействия «факела» разброса почвы и сорняков с неподвижным отбойным щитком и опорными колесами. Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия». Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 и 2 изображено компоновочное решение агрегата - вид сбоку и сверху соответственно, на фиг.3 - поперечное сечение обрабатываемой зоны и взаимное расположение элементов конструкции в поперечной плоскости, на фиг.4 - детализация конструкции (вид сверху).

Ротационное почвообрабатывающее орудие (фиг.1) включает ротор 1, снабженный ножами 2, смонтированный на раме 3 с возможностью принудительного вращения посредством привода (например, конического редуктора - на схеме не показан) относительно наклонной оси 4. Ось вращения 4 ротора 1 наклонена вперед на угол и в сторону трактора 5 на угол (фиг.1 и 3). Рама 3 соединена с остовом трактора 5 посредством кронштейнов 6, продольной оси 7, поперечины 8, гидроцилиндра 9, а также консольного рычага 10 и дугообразных пластин 11 и 12, приваренных к раме 3 и рычагу 10 соответственно и соединенных болтами 13 (фиг.3). В пластинах 11 и 12 выполнены два вертикальных ряда отверстий (на схеме не показаны), позволяющих соединять их между собой в разных положениях друг относительно друга путем поворота вокруг общего центра кривизны 14 (фиг.3) вместе с рамой 3 и ротором 1. При этом пластины 11 и 12 сориентированы так, что их общий центр кривизны 14 расположен в продольной плоскости, содержащей ось вращений 4 ротора 1, а горизонтальная образующая цилиндрической поверхности составляет угол с продольной осью трактора 5 (фиг.2, 4). В кронштейнах 15 рамы 3 посредством оси 16 (фиг.4) смонтирован рычаг 17 опорных колес 18. От самопроизвольного проворачивания рычаг 17 удерживает регулировочный винтовой механизм 19. При этом суммарная ширина b двух колес 18 примерно равна половине диаметра D ротора 1 (фиг.2). Кроме этого на раме 3 смонтирован отбойный щиток 20 криволинейной формы, установленный с поперечным наклоном в сторону трактора 5 на угол (фиг.3). При этом задняя кромка щитка 20 смещена в сторону трактора 5 на величину b (фиг.4).

Предлагаемое ротационное почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. Подъехав к ряду обрабатываемых растений 21, гидроцилиндром 9 опускают раму 3 с ротором 1 до касания ножей 2 поверхности почвы, после чего включают привод ротора и он начинает вращаться по направлению стрелки 22 (против часовой стрелки на фиг.2). Переместив соответствующий золотник гидрораспределителя трактора 5 в плавающее положение, начинают движение вдоль ряда растений 21. Ножи 2 ротора 1 заглубляются в почву до упора в нее опорных колес 18 (фиг.1). При этом винтовым механизмом 19 устанавливают высоту колес 18 относительно ротора 1 таким образом, чтобы нож 2 выглублялся из почвы, не доходя 40°-50° до крайней задней точки траектории его вращения. Вследствие этого отброс почвы ножами 2 происходит под острым углом к продольной оси агрегата, поэтому ее большая часть остается в пределах ширины захвата ротора 1 (поверхность ограничена пунктирной линией 23 на фиг.3). Часть почвы получает импульс движения избыточной величины, но ее чрезмерную кинетическую энергию гасит отбойный щиток 20, полностью перекрывающий траекторию отброса. Ударившись о наклонную поверхность щитка 20, почва осыпается вниз, заполняя выемку 24 (фиг.3), временно образовавшуюся в прикустовой зоне за счет изъятия из нее почвы ножами 2 при вращении ротора 1. Поскольку исходный профиль поверхности междурядья, влажность и твердость почвы, а также степень засоренности обрабатываемой полосы 25 могут варьировать в широких пределах, приходится изменять соотношения между углами поперечного и продольного наклона оси вращения ротора. Для этого достаточно отвернуть болты 13 и переместить пластины 11 и 12 друг относительно друга до совпадения между собой очередных четырех пар отверстий. После этого болты 13 устанавливают во вновь совпавшие отверстия, и производится их затяжка. Поскольку образующая поверхностей пластин 11 и 12 имеет наклон по отношению к продольной оси трактора на угол , процесс присоединения фрезы к трактору 5 существенно упрощается. В связи с тем что центр кривизны пластин 11 и 12 расположен в продольной плоскости, содержащей ось вращения 4 ротора 1, то при изменении угла ее наклона положение карданного вала, передающего крутящий момент на конический редуктор привода (на схеме не показаны), остается неизменным, что положительно сказывается на надежности работы привода.

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что кроме оптимизации процесса поперечного перераспределения почвы при этом достигается эффект частичного самоочищения вращающегося ротора 1 от сорняков и исключается возможность повреждения стеблей культурных растений в результате неизбежных при наматывании сорняков на ротор соударений между ними. Таким образом, применение предлагаемого ротационного почвообрабатывающего орудия создает оптимальные условия для роста культурных растений и работы уборочных машин.