Устройство в составе агрегата для основной и предпосевной безотвальной обработки почвы

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО В СОСТАВЕ АГРЕГАТА ДЛЯ ОСНОВНОЙ И ПРЕДПОСЕВНОЙ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ(71) Заявитель Клименко Владимир Иванович(72) Автор Клименко Владимир Иванович(73) Патентообладатель Клименко Владимир Иванович(57) Устройство в составе агрегата для основной и предпосевной безотвальной обработки почвы с рыхлящими лапами, расположенными рядами на, по меньшей мере, одной раме,отличающееся тем, что, по меньшей мере, в первом ряду агрегата установлены рыхлящие лапы, выполненные дугообразными и/или долотообразными, по меньшей мере, на последнем ряду установлены рыхлящие лапы, выполненные стрельчатыми, причем дугообразные и стрельчатые лапы расположены, по меньшей мере, в четыре ряда и с возможностью отделения почвы от пласта последовательно. 75162011.08.30 Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначена для основной и предпосевной безотвальной обработки почвы при выращивании 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). Рабочие органы выполняются в виде стрельчатых лап. 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. Рабочие органы выполняются в виде стрельчатых, дугообразных или долотообразных лап и устанавливаются в шахматном порядке по ходу движения агрегата. В качестве прототипа принято почвообрабатывающее орудие с рабочими органами,каждый из которых содержит стойку с дугообразной или стрельчатой лапой, шарнирно закрепленную на раме в шахматном порядке с помощью переднего и заднего кронштейнов, соединенных цилиндрической пружиной, снабженной качающейся П-образной 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 технологического 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. Расстановка рабочих органов в шахматном порядке дополнительно увеличивает сопротивление почвы. Задачей полезной модели является создание устройства для основной и предпосевной обработки почвы, обеспечивающего интенсификацию процесса обработки и улучшение качества дробления пласта почвы на мелкие агрегаты. Устройство в составе агрегата для основной и предпосевной безотвальной обработки почвы с рыхлящими лапами, расположенными рядами на, по меньшей мере, одной раме,отличается тем, что, по меньшей мере, в первом ряду агрегата установлены рыхлящие лапы,выполненные дугообразными и/или долотообразными, по меньшей мере, на последнем 2 75162011.08.30 ряду установлены рыхлящие лапы, выполненные стрельчатыми, причем дугообразные и стрельчатые лапы расположены, по меньшей мере, в четыре ряда и с возможностью отделения почвы от пласта последовательно. Предложенное устройство иллюстрируется следующими чертежами на фиг. 1 изображены базовые элементы устройства (вид сбоку) на фиг. 2 изображены базовые элементы устройства (вид сверху) на фиг. 3 - рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом, выполненными между рамой и рабочим органом на фиг. 4 рабочий орган в виде лапы с упругими элементами и поворотным механизмом в наивысшей точке траектории перемещения рабочего органа после встречи с препятствием на фиг. 5 - 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. 6 - 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. 7 - 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 на фиг. 8 - вид А, первый вариант, на фиг. 7 на фиг. 9 - вид А, второй вариант, на фиг. 7. Элементы устройства для предпосевной обработки почвы представляют собой агрегат,на раме 1 (фиг. 1, 2) которого рядами 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 дугообразных и/или долотообразных, и/или стрельчатых лап(фиг. 3-7). Дугообразные и/или долотообразные лапы устанавливаются, например, на первом и втором рядах рабочих органов, причем на первом ряду могут устанавливаться долотообразные лапы, а на втором - дугообразные. На четвертом ряду или на третьем и четвертом рядах могут устанавливаться стрельчатые лапы, причем лапы устанавливаются на раме 1 с возможностью отделения почвы от пласта последовательно, в т.ч., по меньшей мере, в двух рядах - с увеличением ширины лап. Стойка 2 может обладать или не обладать упругими свойствами и в случае наличия упругих свойств у стойки 2 основной упругий элемент 3 рабочего органа 4 устанавливается по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. Основной упругий элемент 3 может устанавливаться под рамой 1 (фиг. 3, 4) или над ней (фиг. 5, 6) или часть основного упругого элемента 3 устанавливается над рамой 1, часть - под рамой 1, а часть - на уровне рамы 1 (фиг. 7). 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) выполнена в виде цилиндрического пальца 8, который охвачен, например, дугообразными окончаниями(на фиг. не показаны) двух дополнительных упругих пластин и/или прутков - верхней 9(верхнего) и нижней 10 (нижнего) - дополнительного упругого элемента 6 или в виде отдельных дугообразных обхватов, упругих или не обладающих упругими свойствами (на фигурах 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 и/или пруток, 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 фигурах не показаны). Втулка 13 или обхваты соединены с 75162011.08.30 опорной пластиной 14, в нижней части которой устанавливается (с возможностью съема или без нее) нижнее окончание стойки 2, к которому крепится рабочий орган 4. Правая часть опорной пластины 14 (фиг. 3) и основной упругий элемент 3 соединяются между собой, например, с помощью, по меньшей мере, одной распорной втулки 15,пластины и/или шайб 16 и резьбовых соединений 17. Распорные втулки 15 могут выполняться упругими (в виде неметаллических втулок (фиг. 3, 4, 5, 8) и/или витковых пружин(фиг. 6) и.т.д.), т.е. распорные втулки 15 могут выполняться в виде дополнительных упругих элементов, устанавливаемых со стороны основного упругого элемента 3 (относительно оси колебаний 5). Основной упругий элемент 3 выполняется в виде, по меньшей мере,одной упругой пластины и/или одного упругого прутка одинаковой или разной ширины(фиг. 8). Аналогично может выполняться и дополнительный упругий элемент 6. При этом ширина и/или толщина пластин и/или прутков основного 3 и дополнительного 6 упругих элементов может выполняться наибольшей у оси колебаний 5 и уменьшаться к окончанию упругих элементов 3 и 6. Такое исполнение позволяет уменьшать жесткость пластин или прутков упругих элементов 3 и 6 к их окончанию и увеличить вертикальную составляющую их хода при встрече с препятствием. Причем прутки выполняются круглыми или иной формы поперечного сечения. При этом основной 3 и дополнительный 6 упругие элементы могут выполняться таким образом, что левая (передняя по ходу агрегата) часть пластин или прутков 9, 10 и 11 (относительно оси колебаний 5 рабочего органа 4) заявляемого устройства является дополнительным упругим элементом 6, а правая часть указанных пластин или прутков является основным упругим элементом 3. Центральная часть пластин или прутков 9, 10 и 11,например, с помощью резьбовых соединений 18 закрепляется к нижней части 19 верхнего окончания стойки 2. Стойки 2 рабочего органа 4 могут выполняться без основного 3 и дополнительного 6 упругих элементов и крепежных элементов для их соединения. На опорной пластине 14 в правой ее части при выполнении втулки 15 в виде одного или нескольких упругих элементов (неметаллических упругих втулок, пружин и т.д.) роль жесткой распорной втулки 15 может выполнять упор 20 (фиг. 4), устанавливаемый съемным или выполненным в составе опорной пластины 14 и который при сжатии упругого элемента 15 до заданных параметров упирается в основной упругий элемент 3 и предотвращает разрушение упругого элемента 15 при чрезмерных ударных нагрузках на рабочий орган 4. В состав агрегата для предпосевной обработки почвы могут входить пассивноприводные рабочие органы, например спиральные противоэрозионные катки 21 (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 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. 3-7) упругого сопротивления первого дополнительного упругого элемента 6. В результате действия моментов разнонаправленных сил 1 и 2 относительно оси колебаний 5 после прохожде 4 75162011.08.30 ния препятствия рабочий орган 4 возвращается в первоначальное положение и продолжает рыхление почвы на глубине обр 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.) обеспечивается вторым дополнительным упругим элементом 15 (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. Выполнение упругих элементов 3 и 6 в виде, по меньшей мере, одной упругой пластины и/или прутка разной ширины, в т.ч. и переменной, позволяет улучшить технологические свойства устройства (увеличить высоту подъема рабочего органа и уменьшить вероятность отказов в работе устройства). Выполнение упругих элементов 3 и 6 в виде наборов пластин и/или прутков разной ширины и толщины и/или упругих прутков, в т.ч. и переменного от центра к окончанию пластины или прутка сечения, позволяет увеличить отклонение рабочего органа вправовлево по ходу движения устройства, что также улучшает его технологичность, увеличивая гибкость системы защиты рабочих органов, и уменьшить вероятность отказов в работе устройства. Устройство, к примеру, на первом ряду стоек 2 долотообразных лап 4 позволяет производить разуплотнение плужной подошвы на глубину до 70 см одновременно с основной обработкой почвы. Процесс предпосевной обработки почвы или лущения стерни (ложный посев) завершают прикатыванием почвы спиральными противоэрозионными прикатывающими катками 21. Таким образом, установка между и/или над рамой и рабочим органом дополнительного упругого элемента 6, поворотного механизма 7, дополнительного упругого элемента 15 и пластин и/или прутков разной ширины и/или толщины, упругих элементов 3 и 6 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. Установка, по меньшей мере, на первом ряду агрегата рабочих органов в виде дугообразных и/или долотообразных лап, по меньшей мере, на четвертом или третьем и четвертом рядах стрельчатых лап позволяет уменьшить сопротивление агрегата, что позволяет увеличить скорость агрегата, а это повышает степень дробления пласта почвы на мелкие комки и уменьшает расход топлива. Установка рабочих органов на раме агрегата с возможностью отделения почвы от пласта последовательно, т.е. аналогично установке корпусов отвального плуга, также позволяет увеличить скорость агрегата, что способствует улучшению качества основной и предпосевной обработки почвы путем дробления пласта на комки размером менее 25 мм и дополнительно уменьшает расход топлива. Обеспечение высокой частоты колебаний рабочего органа 4, в результате наличия упругих элементов 3, 6 и 15 в верхней части стойки 2, позволяет при работе значительно улучшить сброс почвенных и растительных остатков с элементов стоек 2 и рабочих ор 5 75162011.08.30 ганов 4, т.е. в процессе автовибраций значительно улучшается самоочистка рабочих органов 4 и стоек 2. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9