Результат интеллектуальной деятельности: ПРОПАШНОЙ КУЛЬТИВАТОР

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для междурядной обработки пропашных культур.

Известен пропашной культиватор [Пропашной культиватор. Патент RU №19441 U1. Опубл. 10.09.2001 г.], включающий опорные колеса и поперечный брус, несущий параллелограммные секции. Параллелограммные секции включают верхние и нижние тяги, грядили с закрепленными на них последовательно рабочими органами и сферические диски. Верхние тяги выполнены с опорой на сферические диски.

Однако известное устройство имеет недостаток, к которому можно отнести неудовлетворительное качество междурядной обработки пропашных культур, а также обнажение верхнего слоя почвы в междурядьях после прохода стрельчатых лап, в результате чего образуются трещины на поверхности почвы.

Цель изобретения - повышение качества междурядной обработки пропашных культур.

Указанная цель достигается тем, что грядиль содержит копирующее колесо, направляющие кронштейны и держатели. Держатели устанавливают в направляющих кронштейнах на равном расстоянии от продольной оси симметрии грядиля с возможностью регулирования этого расстояния. Рабочие органы устанавливают в держателях. Рабочие органы содержат стойку, стрельчатую лапу и кронштейн. Кронштейн устанавливают на стойке. На кронштейне жестко закрепляют регулировочный диск с осью. Под регулировочным диском с возможностью поворота вокруг своей оси устанавливают дополнительный диск. Под дополнительным диском жестко закрепляют дополнительный кронштейн с полуосью и отвалом. Отвал устанавливают на полуоси с внутренней стороны крыла стрельчатой лапы. Отвал выполнен плоским и образует острый угол α между своей плоской стороной и направлением движения пропашного культиватора, причем угол α имеет размер, определяемый соотношением

где r - радиус отвала;

θ - угол контакта отвала с почвой;

Н - высота гребня почвы;

h - глубина погружения отвала в почву;

γ - угол естественного откоса почвы;

В - ширина верхнего основания гребня почвы,

расстояние S между вертикальными осями симметрии отвалов определяют по формуле

где - дальность отбрасывания почвы одним отвалом, м;

V - скорость движения отбросанной почвы, м/с;

g - ускорение свободного падения почвы, м/с²;

β - угол подъема почвы отвалом при ее отбрасывании, град,

а за рабочими органами установлен каток, общую ширину L которого определяют по формуле

L=а-F,

где а - ширина междурядья, м;

F - ширина защитной зоны, м.

На фиг.1 изображен пропашной культиватор, вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - поперечное сечение поверхности поля за культиватором по линии А-А, на фиг.4 - рабочий орган, вид сбоку, на фиг.5 - то же, вид сверху, на фиг.6 - сечение рабочего органа по линии Б-Б, на фиг.7 - вид В, на фиг.8 - каток, вид Г, на фиг.9 - поперечный разрез катка по линии Д-Д.

Пропашной культиватор содержит поперечный брус 1, опорные колеса 2, параллелограммные секции 3, грядили 4 и рабочие органы 5.

Грядиль 4 содержит копирующее колесо 6, направляющие кронштейны 7 и держатели 8. Держатели 8 установлены в направляющих кронштейнах 7 на равном расстоянии от продольной оси симметрии грядиля 4 с возможностью регулирования этого расстояния. Необходимое расстояние между рабочими органами 5 устанавливают перемещением держателей 8 по направляющим кронштейнам 7 в разные стороны от продольной оси симметрии грядиля 4 и фиксируют в требуемом положении болтами 9, вворачиваемые в резьбовые отверстия держателей 8.

Рабочие органы 5 установлены в держателях 8 и содержат стойку 10, ножевидную стойку 11, стрельчатую лапу 12. На стойке 10 установлен кронштейн 13. На кронштейне 13 жестко закреплен регулировочный диск 14 с осью 15. Под регулировочным диском 14 с возможностью поворота вокруг своей оси установлен дополнительный диск 16. Регулировочный диск 14 и дополнительный диск 16 имеют отверстия 17, расположенные по периферии на одинаковом расстоянии от их центра. Под дополнительным диском 16 жестко закреплен дополнительный кронштейн 18 с полуосью 19 и отвалом 20. Полуось 19 жестко закреплена на дополнительном кронштейне 18. На отвале 20 закреплен цилиндрический корпус 21 с подшипником 22. Отвал 20 выполнен плоским и посредством подшипника 22 установлен на полуоси 19 с внутренней стороны крыла стрельчатой лапы 12 с возможностью вращения вокруг своей оси и изменения угла установки к направлению движения. Отвал 20 образует острый угол α между своей плоской стороной и направлением движения пропашного культиватора. В зависимости от первой или второй междурядной обработки требуемый угол α установки отвала 20 определяют по соотношению

где r - радиус отвала;

θ - угол контакта отвала с почвой;

Н - высота гребня почвы;

h - глубина погружения отвала в почву;

γ - угол естественного откоса почвы;

В - ширина верхнего основания гребня почвы,

и устанавливают вращением дополнительного диска 16 вместе с дополнительным кронштейном 18 и полуосью 19 вокруг оси 15 регулировочного диска 14 и фиксируют в требуемом положении болтом 23, вставляемым в одно из отверстий 17.

Расстояние S между вертикальными осями симметрии отвалов 20, расположенных на соседних грядилях 4 секциях пропашного культиватора, определяют по формуле

где - дальность отбрасывания почвы одним отвалом, м;

V - скорость движения отбросанной почвы, м/с;

g - ускорение свободного падения почвы, м/с²;

β - угол подъема почвы отвалом при ее отбрасывании, град.

Рабочие органы 5 установлены в держателях 8 с возможностью регулирования расстояния между нижними кромками крыльев стрельчатых лап 12 и нижней точкой копирующего колеса 6.

На секции пропашного культиватора за рабочими органами 5 в держателе 24 посредством сцепки 25 установлен каток 26. Каток 26 содержит единую горизонтальную ось 27, расположенную перпендикулярно направлению движения пропашного культиватора, боковые 28 и промежуточные 29 диски, наружный 30 и внутренний 31 барабаны. Боковые 28 и промежуточные 29 диски установлены на оси 27 через равные интервалы в горизонтальной плоскости. Внутренний 31 барабан выполнен пустотелым, с гладкой наружной поверхностью, а наружный 30 барабан выполнен спиральным из прутка, причем пруток в поперечном сечении имеет форму треугольника и острой вершиной направлен в противоположную сторону от геометрической оси вращения катка 26.

В зависимости от ширины защитной зоны а, значение которой при первой и второй обработках различно, требуемую общую ширину L катка 26 определяют по формуле

L=a-F,

где а - ширина междурядья, м;

F - ширина защитной зоны, м,

и каток 26 с соответствующими размерами устанавливают на пропашной культиватор.

Пропашной культиватор работает следующим образом. Устанавливают необходимое расстояние между рабочими органами 5, в зависимости от первой или второй междурядной обработки для регулирования ширины защитной зоны рядка растений, для чего перемещают держатели 8 по направляющим кронштейнам 7 в разные стороны от продольной оси симметрии грядиля 4 и фиксируют в требуемом положении болтом 9. Устанавливают глубину хода стрельчатых лап 12, для чего перемещают стойки 10 в держателях 8 и фиксируют болтами 32, и угол атаки отвалов 20 к направлению движения культиватора в зависимости от высоты растений.

При движении культиватора с заглубленными рабочими органами стрельчатые лапы 12 рыхлят почву и подрезают сорные растения. Отвалы 20, установленные под острым углом к направлению движения пропашного культиватора, сдвигают верхний слой почвы с поверхности междурядий в защитные зоны рядков растений, присыпая не подрезанные сорные растения, подавляя их всходы, с одновременным окучиванием культурных растений таким образом, что в защитной зоне образуется гребень почвы трапециевидной формы с размерами: В - ширина верхнего основания гребня почвы, Н - высота гребня почвы, γ - угол естественного откоса почвы. Толщина присыпаемых слоев почвы (высота гребня почвы) зависит от высоты культурных и сорных растений и составляет при первой междурядной обработке 4…6 см, при второй - 6…8 см.

Вращающиеся за рабочими органами 5 катки 26, при вращении, копируют рельеф поверхности поля и наружными барабанами 30, выполненными спиральными из прутка, в поперечном сечении имеющего форму треугольника и острой вершиной направленным в противоположную сторону от геометрической оси вращения катка 26, разрушают комки почвы с одновременным рыхлением слоя почвы на глубину 2…3 см. Неразрушенные комки почвы попадают во внутреннюю полость наружного барабана 30, дополнительно раздавливаются внутренним барабаном 31 и высыпаются из наружного барабана 30 на поверхность поля. При этом максимальный размер разрушенных комков почвы не превышает минимальных размеров комков почвы, допускаемых агротехническими требованиями к междурядной обработке. После прохода катков 26 верхний слой почвы имеет рыхлую и мелкокомковатую структуру, что предотвращает испарение влаги и образование трещин на поверхности почвы между рядками возделываемых культур.

Наличие направляющих кронштейнов 7 позволяет перемещать по ним держатели 8 в разные стороны от продольной оси симметрии грядиля 3 для регулирования ширины защитной зоны рядка растений и, соответственно, необходимого расстояния между рабочими органами 5, в зависимости от первой или второй междурядной обработки.

Выполнение отвала 20 плоским и установка его с внутренней стороны стрельчатой лапы 12 позволяют сдвигать почву в защитную зону рядка возделываемой культуры без ее оборота. Выполнение отверстий 17 по периферии регулировочного 14 и дополнительного 16 дисков позволяет регулировать угол установки отвала 20 относительно направления движения культиватора, а также устанавливать отвал 20 с правой или левой стороны стойки 10, регулировать дальность отбрасывания почвы, обеспечивая засыпание сорняков в защитной зоне культурных растений слоем почвы заданной толщины.

Выполнение отвала 20 плоским и установка его таким образом, что он образует острый угол α между своей плоской стороной и направлением движения пропашного культиватора, с учетом соблюдения необходимого расстояния S между вертикальными осями симметрии соседних отвалов 20, позволяют, в зависимости разного типа почв и их физико-механического состава, качественно выполнить междурядную обработку с образованием гребня почвы требуемых размеров в защитной зоне возделываемой культуры.

Присыпание в защитных зонах возделываемых культур сорных растений позволяет подавить их всходы, а окучивание культурных растений способствует образованию у них придаточных корней. При этом слой почвы толщиной 4…6 см позволяет засыпать всходы сорных растений, предотвращая их прорастание, без ущерба для культурных растений. При второй междурядной обработке слой почвы толщиной 6…8 см позволяет также засыпать всходы сорных растений без ущерба для культурных растений, с одновременным окучиванием культурных растений, и создать условия для развития в нем придаточных корней культурных растений.

Установка рабочих органов 5 в держателях 8 с возможностью регулирования расстояния между нижними кромками крыльев стрельчатых лап 12 и нижней точкой копирующего колеса 6 позволяет регулировать глубину рыхления почвы в зависимости от первой или второй междурядной обработки.

Наличие катков 26, содержащих единую ось 27, боковые 28 и промежуточные 29 диски, внутренний 31 и наружный 30 барабаны, позволяет не только с высоким качеством разрушить комки почвы, оставшиеся после прохода рабочих органов 5, но разрушить комки почвы, в результате чего поверхность почвы имеет мелкокомковатую структуру.

Установка боковых 28 и промежуточных 29 дисков на оси 27 через равные интервалы в горизонтальной плоскости позволяет исключить прогиб прутка наружного барабана 30 в сторону оси 27 катка 26 при взаимодействии их с твердыми комками на поверхности почвы.

Выполнение наружного барабана 30 из прутка - причем пруток в поперечном сечении имеет форму треугольника и острой вершиной направлен в противоположную сторону от геометрической оси вращения катка 26 - позволяет пруткам своей острой гранью, при взаимодействии с комками почвы, с наименьшими затратами энергии разрушить комки почвы.

За счет повышения качества междурядной обработки пропашных культур путем создания благоприятных температурных, водных и воздушных условий для развития растений повышается урожайность возделываемых культур.