Почвообрабатывающее орудие

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(72) Авторы Хомяков Александр Григорьевич Лепешкин Николай Данилович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) 1. Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, грядиль, дисковый нож, рыхлящий рабочий орган и прикатывающий каток с регулировочно-предохранительным устройством,отличающееся тем, что регулировочно-предохранительное устройство, установленное в гнездах проушин рабочих узлов орудия, выполнено из крестовин с ввернутыми муфтами со сквозными отверстиями в виде двух усеченных конусов с совмещенными основаниями меньших диаметров, причем между муфтами смонтирована пружина, требуемая длина ее зафиксирована жесткой плавающей стяжкой, расположенной в конусных отверстиях с возможностью регулирования рабочей длины пружины винтовыми шайбами, при этом на концах стяжки, между наружными торцами муфт и винтовыми шайбами, установлены демпферы. 2. Почвообрабатывающее орудие по п. 1, отличающееся тем, что на прикатывающем катке смонтированы сменные кольцевые ободья, выполненные в поперечном сечении в виде прямоугольного треугольника и с возможностью регулирования расстояния между ними в зависимости от состояния грунта.(56) 1. Патент РФ 2222880 С 2, МПК 7 А 01 В 35/00, 35/04, 2004. 2. Лихацевич А.П. и др. Техника улучшения переуплотненных почв // Белорусское сельское хозяйство. - 2005. -8. - С. 49, рис. 2 и 3 (прототип). 48432008.12.30 Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к средствам механизации для обработки почвы. Известен прицепной культиватор, содержащий водило с опорным колесом, гидроцилиндр подъема рамы и проушиной для подсоединения к трактору, раму с рабочими органами, шарнирно соединенную с водилом и штоком гидроцилиндра посредством промежуточной балки, а также средства для регулирования величины заглубления рабочих органов и установки положения рамы относительно почвы. Средство выполнено в виде устройства для регулирования по высоте положения шарнира, соединяющего водило с промежуточной балкой, размещенного на вертикальной оси опорного колеса, а средство регулирования величины заглубления размещено над рамой и соединено шарнирно одним концом с рамой, а другим с промежуточной балкой, при этом оно выполнено в виде винта с гайкой. Винт одним концом соединен шарнирно с промежуточной балкой, на другом его конце предусмотрен упор с возможностью движения в тяге, шарнирно соединенной с задней поперечиной рамы 1. Недостатком аналога является отсутствие предохранительного устройства в механизме для регулирования рамы по высоте и величины заглубления рабочих органов. Это приводит к повышенному износу рабочих органов и снижению качества обработки почвы на землях с наличием каменистых включений. Наиболее близким техническим решением к полезной модели и принятым в качестве прототипа является сменное рабочее оборудование для щелевания и рыхления переуплотненного поддернового слоя почвы лугопастбищных угодий 2, включающее раму плуга с предохранителем, грядили, дисковые ножи, рыхлящие рабочие органы (стойки), прикатывающие катки с механизмами регулировки глубины обработки почвы. Недостатком данного оборудования является то, что при преодолении каменистых и других твердых включений, выступающих над поверхностью почвы, каток перекатывается через них и приподнимает рабочий орган. При этом в механизме регулировки совершается возвратнопоступательное движение винтового штока в полости крестовин, при котором возникают ударно-динамические нагрузки, перекосы и заклинивание винтового штока. В результате частых колебаний от ударно-динамических нагрузок, перекосов и заклиниваний винтового штока в полости крестовин, сил трения и попадания между трущимися деталями абразивных частиц происходит повышенный износ, поломки узлов почвообрабатывающего орудия. Недостатками данного оборудования является и то, что прикатывающий каток недостаточно деформирует образующиеся около щели грунтовые (дерновые) гребни и сужает щель у поверхности поля. Последнее ухудшает качество обработки почвы, затрудняет использование технических средств при заготовке сена и выпас скота. Задачей технического решения является повышение надежности почвообрабатывающего орудия и качества обработки почвы. Поставленная задача достигается тем, что почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, грядиль, дисковый нож, рыхлящий рабочий орган и прикатывающий каток с регулировочно-предохранительным устройством, последнее установлено в гнездах проушин рабочих узлов орудия и выполнено из крестовин с ввернутыми муфтами со сквозными отверстиями в виде двух усеченных конусов с совмещенными основаниями меньших диаметров, причем между муфтами смонтирована пружина, требуемая длина ее зафиксирована жесткой плавающей стяжкой, расположенной в конусных отверстиях с возможностью регулирования рабочей длины пружины винтовыми шайбами, при этом на концах стяжки,между наружными торцами муфт и винтовыми шайбами, установлены демпферы, кроме того, на прикатывающем катке смонтированы сменные кольцевые ободья, выполненные в поперечном сечении в виде прямоугольного треугольника и с возможностью регулирования расстояния между ними в зависимости от состояния грунта. Раздавливание катком комков, рыхление и уплотнение верхнего слоя почвы, деформирование грунтовых гребней около щели и сужение ее ширины у поверхности поля, а 2 48432008.12.30 также перекатывание катка через каменистые и другие твердые включения без образования в почвообрабатывающем орудии ударно-динамических нагрузок, перекосов и заклиниваний, сил трения и влияния абразивных частиц на износ и снижение поломок обеспечивает отрегулированная на заданное усилие пружина и указанные выше конструктивные решения устройства. Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено почвообрабатывающее орудие (вид сбоку), на фиг. 2 - регулировочно-предохранительное устройство (разрез по В-В фиг. 1), на фиг. 3 - то же (разрез по Г-Г фиг. 2), на фиг. 4 изображен прикатывающий каток (вид А сзади на фиг. 1 с местными разрезами). Почвообрабатывающее орудие состоит из рамы Б плуга с автоматическими предохранителями (условно показано штрихпунктирными линиями на фиг. 1), грядиля 1 с проушинами 2 и 16, рыхлящего рабочего органа 3, прикатывающего катка 4 с вилообразной рамкой 18, шарнирно смонтированной в гнездах проушин 16, и регулировочнопредохранительного устройства Е, установленного в гнездах проушин 5 рамки 18 и проушин 2 грядиля 1. Регулировочно-предохранительное устройство Е (фиг. 2), предназначенное для регулирования глубины и качества обработки почвы, одновременно выполняет роль предохранительного устройства прикатывающего катка 4 при работе на землях с наличием камней, древесных остатков, травянистых скоплений и других твердых включений на поверхности поля. Оно состоит из двух крестовин 6 и 7, которые соответственно смонтированы в гнездах проушин 2 и 5 и выполнены с резьбовыми отверстиями, одна с правосторонней, а другая с левосторонней резьбами. В резьбовые отверстия крестовин ввернуты муфты 8 и 9 с осевыми сквозными отверстиями, выполненными в виде двух равных усеченных конусов 10, у которых меньшие основания совмещены, а большие выходят наружу. Такое конструктивное выполнение позволяет уменьшить влияние перекосов, исключить заедание и заклинивание в смежных звеньях устройства. Между муфтами 8 и 9 смонтирована пружина 12, а в конусные отверстия входит жесткая плавающая стяжка 13. На выходящих концах стяжки размещены винтовые шайбы 14, с помощью которых производится регулировка рабочей длины пружины. При этом между наружными торцами муфт 8 и 9 и винтовыми шайбами 14 установлены демпферы 11, предназначенные для снижения вредных механических колебаний звеньев устройства при работе орудия на землях с наличием каменистых включений. Для повышения интенсивности и качества обработки лугопастбищных угодий прикатывающий каток 4 снабжен сменными кольцевыми ободьями 15 (фиг. 4), выполненными в поперечном сечении в виде прямоугольного треугольника, с возможностью передвижения вдоль оси вращения и регулирования расстояния между ними. При этом гипотенузы прямоугольных треугольников поперечных сечений ободьев 15 расположены наклонно к концам прикатывающего катка 4, с образованием трапециеобразного пространства между ними. Для разрезания дернины и мелких древесных остатков, а также предотвращения разрывов дернины и сгруживания ее перед рыхлящим рабочим органом 3, на переднем конце грядиля 1 установлен дисковый нож 17 (фиг. 1) с возможностью регулирования глубины разрезания дернового покрова и предохранения от непреодолимых препятствий. Рабочий процесс почвообрабатывающего орудия осуществляется следующим образом. При поступательном движении агрегата (фиг. 1) дисковый нож 17 разрезает дернину,а вслед идущий рыхлящий рабочий орган 3 от силового воздействия грядиля 1 заглубляется в поддерновый переуплотненный слой грунта, образует щель, деформирует и разрыхляет почву в пределах установленной глубины. В процессе рыхления около щели происходит вспучивание почвы и образование гребней (валков), которые деформируются и прикатываются идущим сзади катком 4 со сменными кольцевыми ободьями 15 на установленную глубину. При этом ободья 15 наклонными гранями производят смещение части грунта к оси щели. 3 48432008.12.30 От прикатывания уплотняется верхний слой почвы, это приводит к уменьшению высоты гребней (валков) и ширины щели, а также к расширению контактов корней растений с почвой, ускорению их развития. Сужение ширины щели у поверхности поля оказывает благотворное влияние на уборку травостоя и выпас скота. Интенсивность и качество обработки верхнего слоя почвы прикатывающим катком 4 зависит от физико-механических свойств грунта и силы давления единицы опорной площади катка на верхний слой. Необходимая величина силы давления устанавливается регулировочно-предохранительным устройством Е (фиг. 1 и фиг. 2) путем изменения сжатия пружины 12. Например, повышение давления, при заданной глубине обработки почвы,создается за счет сжатия пружины 12 муфтами 8 и 9 через демпферы 11 с помощью винтовых шайб 14 и жесткой плавающей стяжки 13. При сжатии пружины 12 происходит подъем прикатывающего катка 4 относительно грядиля 1, а это вызывает уменьшение глубины обработки. Возвращение глубины обработки на ранее установленную величину(т.е. регулировку глубины обработки) производят путем вращения в соответствующую сторону муфт 8 и 9 в винтовых отверстиях крестовин 6 и 7 вместе с пружиной 12 и жесткой плавающей стяжкой 13. В этом случае происходит удаление крестовин 6 и 7 друг от друга (увеличение расстояния между крестовинами) и опускание прикатывающего катка 4 до ранее принятой высоты обработки без изменения отрегулированной силы давления,что приводит к повышению качества обработки почвы и урожайности культур. В процессе работы орудия на землях с наличием поверхностных камней и других твердых включений регулировочно-предохранительное устройство Е выполняет функции и чисто предохранительного характера. Например, при наезде прикатывающего катка 4 на камни, выступающие над поверхностью почвы, возникают дополнительные реактивные силы. Если твердые включения не разрушаются и не вдавливаются в грунт, то прикатывающий каток 4 посредством вилообразной рамки 18, проушин 5 и 2, крестовин 6 и 7,муфт 8 и 9 сжимает пружину 12 и освобождает от силового воздействия демпферы 11, жесткую плавающую стяжку 13 с винтовыми шайбами 14. При сжатии пружины прикатывающий каток поднимается вверх, перекатывается через твердое препятствие и возвращается с помощью пружины в исходное положение. Последнее сопровождается ударным воздействием муфт на демпферы 11, винтовые шайбы 14, жесткую плавающую стяжку 13 и другие звенья устройства. Благодаря наличию демпферов 11, установленных на стяжке 13 между наружными торцами муфт 8 и 9 и винтовыми шайбами 14, вредные механические колебания звеньев орудия успокаиваются, а ударно-динамические нагрузки и силы трения гасятся путем поглощения энергии. Это повышает стабильность технологического процесса и качество обработки почвы, а также надежность почвообрабатывающего орудия. Предлагаемое почвообрабатывающее орудие является новым конструктивным решением, которое найдет широкое применение для щелевания и рыхления лугопастбищных угодий, а также рыхления переуплотненных почв для зерновых культур. После проведения щелевания и рыхления уменьшается плотность в 1,11,3 раза, увеличивается полная влагоемкость, в 410 раз возрастает коэффициент фильтрации. Оптимальными сроками щелевания являются весна и осень. Последействие щелевания на водный режим и урожай трав проявляется в течение 2-3 лет. Средняя многолетняя прибавка урожая составляет 10-15 . Наибольшая ее величина (около 20-30 ) наблюдается во второй год после проведения щелевания. Экономическая эффективность приема составляет 10-20 долл. США на 1 га возделываемой площади. В настоящее время изготовлен экспериментальный образец почвообрабатывающего орудия с предложенным регулировочно-предохранительным устройством. Хозяйственные испытания подтверждают надежность работы почвообрабатывающего орудия и качество выполнения технологического процесса. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5