Устройство для предпосевной обработки почвы

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ(71) Заявитель Клименко Владимир Иванович(72) Авторы Клименко Владимир Иванович Клименко Виктория Владимировна Клименко Михаил Владимирович Клименко Юрий Владимирович(73) Патентообладатель Клименко Владимир Иванович(57) 1. Устройство для предпосевной обработки почвы, содержащее последовательно установленные на, по меньшей мере, одной раме рабочие органы в виде лап и/или дисков с возможностью подъема и опускания их относительно рамы при встрече с препятствием,обеспечиваемой, по меньшей мере, одним основным упругим элементом, установленным по одну сторону от оси колебаний, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере,один поворотный механизм, связанный с, по меньшей мере, одним дополнительным упругим элементом, расположенным по другую сторону от оси колебаний рабочего органа, и,по меньшей мере, один дополнительный упругий элемент, расположенный по одну сторону от оси колебаний рабочего органа с основным упругим элементом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругие элементы выполнены в виде,по меньшей мере, одной пластины, расположенной по обе стороны от оси колебаний, при этом часть упругого элемента, расположенная по ходу движения агрегата за осью колебаний, является основным упругим элементом, а часть упругого элемента, расположенная с противоположной стороны от оси колебаний, является дополнительным упругим элементом. Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначена для поверхностной обработки почвы в предпосевной период выращивания сельскохозяйственных культур и саженцев деревьев. Известна борона 1, включающая раму и рабочие органы, выполненные в виде спирали, закрепленные, по крайней мере, по два на одном общем держателе, при этом каждый держатель соединен с рамой спиральной пружиной. В данном техническом решении при встрече с препятствием происходит автоколебание рабочих органов, установленных на общем держателе за счет дополнительной спиральной стойки, что уменьшает забиваемость рабочих органов, но резко ухудшает стабильность хода рабочих органов при увеличении времени возврата в первоначальное положение (до встречи с препятствием). Известно устройство для обработки почвы 2. Данное техническое решение обладает более высокой стабильностью хода, чем указанные выше технические решения, за счет установки над стойкой дополнительного упругого элемента в виде пластины. Но частота автоколебаний (частота вибраций) и вертикальный ход рабочего органа за счет жесткости стойки и пластины резко уменьшаются, что приводит к частому забиванию рабочих органов, низкой амплитуде автоколебаний рабочих органов и, как результат, ухудшению дробления почвы, т.е. ухудшению качества подготовки почвы под посев. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели в части альтернативного решения является почвообрабатывающее орудие с рабочим органом, содержащим стойку с лапой, шарнирно закрепленной на раме с помощью переднего и заднего кронштейнов, соединенных цилиндрической пружиной, снабженной качающейся Побразной опорой, направляющим телескопическим звеном, винтовым регулировочным механизмом и упором 3. За счет многовитковой пружины и сложных шарнирных механизмов ход рабочего органа в вертикальном направлении увеличивается, но при этом увеличивается амплитуда колебаний и уменьшается частота автоколебаний. Это, в свою очередь, снижает стабильность выполнения технологии процесса обработки почвы. Снижение частоты автоколебаний рабочих органов ухудшает качество крошения почвенного пласта на мелкие агрегаты, т.е. резко ухудшается структура почвы и требуются дополнительные рабочие органы для доизмельчения указанных почвенных агрегатов. Установка одного упругого элемента (связанного со стойкой) с одной стороны рамной конструкции дополнительно ухудшает частоту автовибраций и, как результат, ухудшает качество обработки почвы (образуется бесструктурная почва). Отклонение средней глубины от заданной составляет 20 мм и более. Это свидетельствует о том, что подобные рабочие органы не могут использоваться для предпосевной обработки почвы, поскольку при этом основание семенного ложа формируется гребнистым с высотой гребня до 20 мм и более, а такая неравномерность обработки приводит к тому, что семена зерновых культур, попадающие на гребни и впадины основания семенного ложа, всходят крайне неравномерно, и это резко снижает урожай и ухудшает его качество, поскольку колебания по глубине основания семенного ложа достигают 20-25 мм и более, в то время как, к примеру, глубина семенного ложа под посев трав составляет всего 10-15 мм, а под посев крестоцветных - 20 мм. Кроме этого, данное устройство обладает низкой надежностью при соударении рабочего органа с твердыми препятствиями (камнями и т.д.). Задачей полезной модели является создание устройства для предпосевной обработки почвы, обеспечивающего интенсификацию процесса обработки и улучшение качества 2 64862010.08.30 дробления пласта почвы на мелкие агрегаты, а также повышение надежности работы устройства. Поставленная задача решается за счет того, что устройство для предпосевной обработки почвы, содержащее последовательно установленные на, по меньшей мере, одной раме рабочие органы в виде лап и/или дисков с возможностью подъема и опускания их относительно рамы при встрече с препятствием, обеспечиваемой, по меньшей мере, одним основным упругим элементом, установленным по одну сторону от оси колебаний, согласно полезной модели, содержит, по меньшей мере, один поворотный механизм,связанный с, по меньшей мере, одним дополнительным упругим элементом, расположенным по другую сторону от оси колебаний рабочего органа и, по меньшей мере, один дополнительный упругий элемент, расположенный по одну сторону от оси колебаний рабочего органа с основным упругим элементом. Кроме этого, упругие элементы могут быть выполнены в виде, по меньшей мере, одной пластины, расположенной по обе стороны от оси колебаний, при этом часть упругого элемента, расположенная по ходу движения агрегата за осью колебаний, является основным упругим элементом, а часть упругого элемента, расположенная с противоположной стороны от оси колебаний, является дополнительным упругим элементом. Предложенное устройство иллюстрируется следующими чертежами на фиг. 1 изображены базовые элементы устройства для осуществления способа с использованием рыхлящих лап (вид сбоку) на фиг. 2 изображены базовые элементы устройства с использованием дисков (вид сверху) на фиг. 3 изображен рабочий орган в виде диска в статическом положении на фиг. 4 - рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом, выполненными между рамой и рабочим органом на фиг. 5 - рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом в наивысшей точке траектории перемещения рабочего органа после встречи с препятствием на фиг. 6 рабочий орган в виде лапы с расположением основного и дополнительного упругих элементов над рамой и рабочим органом, а дополнительного упругого элемента, расположенного со стороны основного упругого элемента, - выше рамы, на уровне, ниже рамы над рамой, под ней и над рабочим органом на фиг. 7 - рабочий орган в виде лапы с расположением основного упругого элемента над рамой и рабочим органом, а дополнительных упругих элементов - выше рамы, на уровне, ниже рамы над рамой, под ней и над рабочим органом на фиг. 8 - рабочий орган в виде лапы с расположением основного упругого элемента над рабочим органом, рамой, на уровне рамы и под рамой, (над рамой и под ней),над рамой, под ней дополнительного упругого элемента, расположенного перед осью колебаний рабочего органа, - над рамой и рабочим органом, а дополнительного упругого элемента, расположенного за осью колебаний, - под рамой и над рабочим органом. Элементы устройства для предпосевной обработки почвы представляют собой агрегат,на раме 1 (фиг. 1) которого на стойках 2, имеющих в своем составе или отдельно от стоек 2 основной упругий элемент 3, устанавливаемый между и/или над рамой 1 и рабочим органом 4 в виде дисков (фиг. 3) или лап (фиг. 4-8). Стойка 2 может обладать или не обладать упругими свойствами и выполняться поворотной (в случае выполнения стойки 1 разъемной) или неповоротной. Основной упругий элемент 3 устанавливается по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. Основной упругий элемент 3 может устанавливаться под рамой 1 (фиг. 4, 5) или над ней (фиг. 6, 7) или часть основного упругого элемента 3 устанавливается над рамой 1, часть - под рамой 1, а часть - на уровне рамы 1(фиг. 8). С противоположной стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4 (перед осью колебаний 5 по ходу движения агрегата) устанавливается дополнительный упругий элемент 6, связанный с поворотным механизмом 7. Верхняя часть поворотного механизма 7(фиг. 3, 4, 5, 6, 7, 8) выполнена в виде цилиндрического пальца 8, который охвачен,например, дугообразными окончаниями (на фиг. не показаны) двух дополнительных упругих пластин - верхней 9 и нижней 10 - дополнительного упругого элемента 6, или в 3 64862010.08.30 виде отдельных дугообразных обхватов, упругих или не обладающих упругими свойствами (на фигуре не показаны). Для усиления упругих свойств дополнительного упругого элемента 6 под нижней упругой пластиной 10 или над верхней пластиной 9 может устанавливаться дополнительная упругая пластина 11, симметрично или асимметрично оси колебаний 5. Нижняя часть поворотного механизма 7 также может быть выполнена в виде цилиндрического пальца 12, который вращается во втулке 13 или обхватах, аналогичных обхватам под палец 8 (на фиг. не показаны). Втулка 13 или обхваты соединены с опорной пластиной 14, в нижней части которой устанавливается (с возможностью съема или без нее) нижнее окончание стойки 2, к которому крепится рабочий орган 4 со ступицей 15,выполненный, например, в виде диска. Ступица 15 закрепляется к нижнему окончанию стойки 2 с помощью резьбовых соединений 16. Стойка 2, при установке на нее дисков, может выполняться поворотной, с поворотом вокруг вертикальной оси относительно рамы 1. Правая часть опорной пластины 14 (фиг. 3) и основной упругий элемент 3 соединяются между собой, например, с помощью, по меньшей мере, одной распорной втулки 17,пластины и/или шайб 18 и резьбовых соединений 19. Распорные втулки 17 могут выполняться упругими (в виде неметаллических втулок (фиг. 3, 4, 5, 8), витковых пружин(фиг. 7) и т.д.), т.е. распорные втулки 17 могут выполняться в виде дополнительных упругих элементов, устанавливаемых со стороны основного упругого элемента 3 (относительно оси колебаний 5). Пластины основного упругого элемента 3 могут выполняться аналогично дополнительному упругому элементу 6. При этом основной 3 и дополнительный 6 упругие элементы могут выполняться таким образом, что левая (передняя по ходу агрегата) часть пластин 9, 10 и 11 (относительно оси колебаний 5 рабочего органа 4) заявляемого устройства является дополнительным упругим элементом 6, а правая часть указанных пластин является основным упругим элементом 3. При этом центральная часть пластин 9, 10 и 11, например, с помощью резьбовых соединений 20 закрепляется к нижней части 21 верхнего окончания стойки 2. Левые окончания дополнительного упругого элемента 6 и опорной пластины 14 соединены между собой тягами 22. Для осуществления поворота рабочего органа относительно рамы 1 вокруг вертикальной оси в последней выполняется втулка (на фиг. не показана), а на верхнем окончании стойки 2 закрепляется кронштейн 23. Как вариант, к нижней части опорной пластины 14 может крепиться с помощью резьбовых соединений или иным образом стойка 2 для рыхлящего рабочего органа 4 в виде лап (фиг. 4, 5, 6, 7, 8). При этом для надежной фиксации стойки 2 относительно основного упругого элемента 3, по меньшей мере, одна гайка резьбового соединения может устанавливаться над стойкой 2 и, по меньшей мере, одна гайка - под стойкой 2 чизельного рабочего органа 4, над гайкой сверху стойки 2 может устанавливаться пластина 18, над которой устанавливается шайба (на фиг. не показана), над ней упругий элемент 17 в виде,по меньшей мере, одной неметаллической втулки 17 или витковой пружины 17. Между упругим элементом 17 и основным упругим элементом 3 также может устанавливаться шайба (на фиг. не показана). В состав агрегата для предпосевной обработки почвы могут входить пассивноприводные рабочие органы, например спиральные противоэрозионные катки 24 (фиг. 1, 2). Устройство работает следующим образом. При встрече с препятствием рабочий орган 4 поднимается на высоту . Подъем рабочего органа 4 обеспечивают, по меньшей мере, одним основным упругим элементом 3,установленным, к примеру, между рамой 1 и рабочим органом 4 по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. При этом обеспечивают дополнительное перемещение рабочего органа 4 по траектории, имеющей горизонтальную и вертикальную составляющие,посредством поворотного механизма 7, с одновременной интенсификацией подъема рабочего органа 4. При этом преодолевается сила упругости основного упругого элемента 3 и 4 64862010.08.30 дополнительного упругого элемента 6, расположенного с противоположной стороны от основного упругого элемента 3 относительно оси колебаний 5 рабочего органа 4 и взаимодействующего с поворотным механизмом 7. При этом, в результате расположения основного 3 и дополнительного 6 упругих элементов по разные стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4, вектор результирующей силы 1 упругого сопротивления основного упругого элемента 3 противоположен вектору результирующей силы 2 (фиг. 3-8) упругого сопротивления первого дополнительного упругого элемента 6. В результате действия моментов разнонаправленных сил 1 и 2 относительно оси колебаний 5 после прохождения препятствия рабочий орган 4 возвращается в первоначальное положение и продолжает рыхление почвы на глубине б. При этом в результате различной плотности почвенных агрегатов наблюдаются микроколебания рабочего органа от воздействия на рабочий орган, с одной стороны, переменных нагрузок, а с другой - действия моментов от упругих сил 1 и 2. Возникающие автоколебания интенсифицируются за счет взаимодействия дополнительного упругого элемента 6 с элементами поворотного механизма 7. При этом значительно увеличивается частота колебаний. В режиме автоколебаний высокой частоты (автовибраций) рабочий орган 4 работает до встречи с очередным препятствием,затем процесс повторяется. Интенсификация колебаний и дополнительная защита рабочего органа при встрече с препятствием (камни и т.д.) обеспечиваются вторым дополнительным упругим элементом 17 (по меньшей мере одним), расположенным относительно оси колебаний 5 на стороне основного упругого элемента 3, который является дополнительным демпфером, предотвращающим выход из строя деталей основного упругого элемента 3 и дополнительно интенсифицирует автоколебания рабочего органа 4. Процесс предпосевной обработки почвы или лущения стерни (ложный посев) завершают прикатыванием почвы спиральными противоэрозионными прикатывающими катками 24. Таким образом, установка между и/или над рамой и рабочим органом дополнительного упругого элемента 6, поворотного механизма 7 и дополнительного упругого элемента 17 обеспечивает интенсификацию колебаний рабочего органа (значительно увеличивает частоту колебаний), что улучшает качество дробления пласта почвы, и повышает надежность работы устройства за счет дополнительного демпфирования при встрече с препятствиями и, в результате, сохранения целостности и повышения ресурса рабочих органов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8