Результат интеллектуальной деятельности: ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗЕРНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к фрезерным машинам и орудиям для обработки почвы.

Известны почвообрабатывающие фрезерные машины и орудия, состоящие из плоскорежущих или рыхлящих рабочих органов, фрез, защитных кожухов и просеивающих разрыхленную почву решеток (МПК А01В 33/02, а.с. СССР №327889, 1969; а.с. СССР №812201, 1980; МПК А01В 42/02, а.с. СССР №328842, 1972).

Однако известные машина и орудия не обеспечивают необходимого крошения и рыхления верхнего предпосевного слоя почвы и способствуют ее сгруживанию, особенно плотных почв, склонных с скалыванию, - стойки рабочих органов оказывают значительное сопротивление, отбрасывают хаотично почву в стороны, а разрыхленная почва, войдя в технологический контакт с просеивающей решеткой, чрезмерно распыляется и мульчируется. Неуплотненный предпосевной слой почвы вместе с плодородным - гумусовым - слоем выдувается и вымывается выпавшими атмосферными осадками - дождями, истощая почву.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа почвообрабатывающая фрезерная машина (МПК А01В 33/02, а.с. СССР №1033025, 1983), включающая раму с закрепленным на ней фрезбарабаном, состоящим из секций прямых режущих ножей, за которым установлена в два ряда просеивающая решетка, при этом ножи второго ряда выполнены поворотными относительно первого ряда решетки, а лезвия имеют двусторонние заточки - переднюю и тыльную (заднюю).

Недостатком известного устройства является высокая степень выноса на поверхность верхнего разрыхленного, плодородного, подготовленного под посев-посадку слоя почвы, где разрыхленная фрезбарабаном почва, войдя в непосредственный технологический контакт с просеивающей решеткой с двусторонними режущими лезвиями ножей, еще на порядок разрыхляется и измельчается, превращаясь в эрозионно опасные частицы. В результате такого интенсивного измельчения предпосевной плодородно-гумусовый, природный, не уплотненный ничем слой почвы выдувается воздушной средой и вымывается атмосферными осадками.

Технической задачей изобретения является обеспечение качественного измельчения почвы с сохранением плодородия предпосево-посадочного слоя.

Поставленная техническая задача достигается тем, что почвообрабатывающая фрезерная машина, включающая раму с закрепленным на ней фрезбарабаном, состоящим из секций с режущими ножами, за которыми установлена просеивающая решетка, согласно изобретению, снабжена дополнительным фрезбарабаном с секциями рыхлительных лопатодолотообразных ножей, установленным перед основным фрезбарабаном, и гладким катком-уплотнителем, установленным за ним, при этом секции ножей основного фрезбарабана выполнены с Г-образными длинными и короткими ножами, а ножи секций рыхлительных ножей дополнительного фрезбарабана размещены равномерно в шахматном порядке под острым разновекторным углом к горизонту в вертикально-поперечной плоскости к поверхности поля.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена почвообрабатывающая фрезерная машина, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - лопатодолотообразные режуще-рыхлительные ножи дополнительного фрезбарабана для обработки А - средних, В - тяжелых почв, в аксонометрии.

Почвообрабатывающая фрезерная машина состоит из рамы 1, навесного устройства 2, опорных регулируемых по высоте колес 3, редуктора 4 с карданным валом 5, звездочек 6, цепей 7 привода (возможен бортовой редуктор), дополнительного фрезбарабана 8 с секциями лопатодолотообразных режуще-рыхлящих ножей 9, стоек 10, дисков 11, основного фрезбарабана 12 с секциями Г-образных режущих ножей 13, защитных кожухов 14, привода фрезбарабанов 8 и 12, независимых подвесок 15, уплотняющего легкого катка 16 с чистиками, защитного кожуха-отражателя 17 и болтовых крепежных соединений 18.

Лопатодолотообразные режуще-рыхлящие ножи 9 имеют форму двухгранных клиньев с углами β'=5…10° резания почвы на глубину с перемешиванием и углами наклона γ=10…20° к поверхности почвообработки 19.

Стойки 10 секций фрезбарабанов 8 с закрепленными на них ножами 9 выполнены в виде трехгранных призм со сходящимися гранями (сторонами) под углами β=25…30° атаки.

Конструктивное исполнение геометрических форм и параметров ножей 9 и стоек 10 секций дополнительного фрезбарабана 8 способствует предварительной, качественной обработке почвы - крошению и резанию практически без разброса ее, благодаря конфигурации ножей 9 и шахматно-поочередной расстановке их на секциях фрезбарабана 8 с левым и правым углом наклона γ и углом атаки β и β' резания и рыхления ножей 9 и стоек 10 с частотой n₁, угловой скоростью вращения ω обеспечиваются средние размеры почвенных фракций 20…30 мм с перемешиванием без выноса на поверхность по всей глубине обработки вместе с гумусовым слоем почвы. При этом для средних почв кривизна основания лопатодолотообразных ножей R, а для тяжелых почв - плоское основание, что обеспечивает снижение коэффициента трения-резания и удельное сопротивление машины - энергоемкость. Соотношение длины режущей кромки-лезвия ножа 9 В¹ к ширине захвата В равно В¹=(0,3…0,4)В с толщиной ножа h¹¹=3…5 мм, длиной L=8…10 мм, шириной захвата В=5…8 см, углами резания β'=5…10°. Ножи 9 изготовлены из стали Ст.65-70Г в соответствии с физико-механическим составом почв - тяжелых и средних.

Г-образные ножи секций основного фрезбарабана 12 измельчают обработанную секцией дополнительного фрезбарабана 8 почву 19 до мелкоструктурных 20 размеров почвенных фракций 1…2 мм, а следом расположен цилиндрический легкий каток 16 диаметром не более 20 см. Навеска с пружинным уплотнителем 15 и чистиками уплотняют измельченную почву до плотности 0,8…1,0 г/см³ для посева-посадки на глубину h=4…15 см.

При этом уплотнение подготовленной почвы при необходимости производится заливкой воды (для тяжелых почв) в каток, а для средних почв регулировкой и фиксацией степени упругости пружин, возможен и комбинированный способ уплотнения почвы.

Почвообрабатывающая фрезерная машина работает следующим образом.

Перед выездом в поле машина посредством навесного устройства 2, карданного вала 5, редуктора 4, привода фрезбарабанов 8 и 12 навешивается и присоединяется к ВОМ трактора. Затем на ровной площадке при помощи регулируемых опорных колес устанавливается необходимая глубина крошения-рыхления почвы и измельчения почвы и степень ее прикатывания-уплотнения под посев-посадку сельскохозяйственных культур (корнеклубнеплодов, пропашных и прочих культур) соответственно фрезбарабанами 8 и 12 и уплотнительным катком 16. Необходимая фактическая плотность измельченной почвы устанавливается в поле в зависимости от вида возделываемой сельскохозяйственной культуры в соответствии с агротехническими требованиями.

При перемещении почвообрабатывающей фрезерной машины с поступательной скоростью V_n=5 км/ч, крутящий момент от ВОМ трактора через редуктор с приводными элементами передается на валы фрезбарабанов 8 и 12 с различными режимами их работы, где соответственно П₁(ω₁)<П₂(ω₂). При этом фрезбарабан 8 предварительно разрезает и разрушает пласт почвы на комки и комочки - крошит на фракции размерами 20…30 мм с глубиной, равной h=20…22 см. Фрезбарабан 12 измельчает ее до размеров 1…2 мм на глубину, равную h¹=4…15 см, а легкий каток 16 уплотняет почву до плотности 0,8…1,0 г/см³. Тем самым устраняется выдувание и смыв гумусного слоя почвы, сохраняется ее природное плодородие.

Применение предложенной почвообрабатывающей фрезерной машины позволит значительно повысить качество измельчения почвы под посев-посадку сельскохозяйственных культур без чрезмерного мульчирования и распыления ее, предотвращая выдувание и смыв гумусового слоя, сохраняя тем самым ее плодородие.