Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Изобретение относится к области сельхозмашиностроения, в частности к устройствам для основной обработки почвы, в том числе и на полях с множеством участков, не пропускающих влагу атмосферных осадков.

Известны устройства, предназначенные для глубокого рыхления почвы на 40-80 см: плуг чизельный П4-4,5; культиваторы-глубокорыхлители типа НР-80 Б, ЧКУ-4, КЗУ-03 В, включающие раму с системой навески, стойки, долотообразные или стрельчатые лапы (см. Системы земледелия в Краснодарском крае на 1990 - 1995 годы и на период до 2000 года: Рекомендация. ВАСХНИЛ, Всероссийское отделение, Краснодарский НИИ сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, Кубанский сельскохозяйственный институт, Краснодар, книжное издательство, 1990 г., с.59, 128, 260). Достоинствами данных устройств являются повышение производительности, снижение затрат энергии, безотвальная обработка почвы (почвозащитная или противоэрозионная) и т.д.

Однако их недостатками являются низкие технологические возможности: только чизелевание или только плоскорезная обработка, а также высокая энергоемкость и металлоемкость.

Известно также «Устройство для обработки почвы» (см. Патент РФ №2298302, МПК A01B 35/28, A01B 35/26), включающее прямоугольную трубную, сварную, снабженную системами трехточечной навески на трактор и регулировки глубины обработки в виде опорных колес, устанавливаемые на различной высоте, раму с закрепленными на ней стойками, в нижней части которых установлены долото и стрельчатые лапы. Стрельчатые лапы разделены пополам, а каждая половина с выполненной в ней прямоугольным вырезом шарнирно закреплена на нижней части пластинчатой, имеющие тавровое сечение и расположенной под углом к горизонтали, стойки с возможностью складывания и раскладывания и с последующей фиксацией. Причем плуг может выполнять чизелевание при сложенных лапах, и плоскорезную обработку при разложенных лапах плоскорезное рыхление при незафиксированных лапах, а также совмещенную обработку (одновременное чизелевание и плоскорезное рыхление).

Однако недостатком данного устройства являются низкие технологические возможности: им не осуществить отвальную обработку, а также низкое качество крошения почвы.

Известно орудие ОЧО-10-40 с многофункциональным рабочим органом модульного типа «Ранчо» (см. статью «Принятие правильного решения - основа экономики.» / ФГОУ ВПО ВГСХА д.т.н. И.Б. Борисенко, д.с.-х.н. Ю.Н. Плескачев // ж: Новые Технологии AПK, апрель 2011. - С.9), содержащее закрепленные на навесной раме многофункциональные рабочие органы модульного типа «Ранчо». При этом рабочий орган выполнен в виде прямоугольной стойки с отверстиями для крепления к кронштейнам рамы, с отверстиями для крепления подрезающих лап для глубин 0,10; 0,25; 0,40 м, а также для крепления отвала, с кронштейном для крепления сменных долот шириной 30 и 60 мм. Данным плугом можно выполнять как отвальную обработку почвы, так и безотвальную, а также их совмещение.

Недостатками данного устройства являются необходимость ручной настройки рабочего органа для осуществления разных приемов обработки почвы, а также низкая функциональная возможность (отсутствие возможности проведения гладкой пахоты) и низкая эксплуатационная способность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является дисковый плуг (см. Машиностроение: энцикл. В 40 т. Т.IV-16 Сельскохозяйственные машины и оборудование - М.: Машиностроение, 1998. - С.136), рабочими органами которых являются шарнирно закрепленные сферические диски, поставленные под углом 45° к направлению движения (линии тяги).

Недостатком дисковых плугов являются низкая функциональная возможность (одна операция - отвальная вспашка), а также высокие материалоемкость и затраты энергии, низкая производительность, в том числе невозможность выполнения гладкой пахоты.

Техническим результатом является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей устройства, снижение трудозатрат на переоборудование, а также снижение затрат энергии и повышение качества обработки почвы.

Технический результат достигается тем, что в известном плуге, включающем оснащенную опорными регулируемыми по высоте колесами и системой навески раму, с неподвижно размещенным под углом 45° к направлению движения несущим брусом, с установленными на нем чизелями, выполненными в виде круглой трубы диаметром 90-100 мм с загнутым по радиусу 300 мм концом и срезом под углом не более 25° закрытым долотом эллиптической формы с твердосплавной напайкой чизели, параллельно несущему брусу расположен дополнительный брус, с краю которого на приваренной площадке установлен электропривод, кинематически связанный с расположенными с возможностью вращения на дополнительном брусе стойками, размещенными вслед за чизелями, при этом сферические диски приварены к стойкам под углом 35-38° и снабжены эксцентриситетами и кольцами с параллелограммным сечением и с углом заточки не более 25°, причем кольца установлены по периметру окружности сферического диска и с возможностью вращения по его оси, причем на несущем брусе расположены приваренные вертикально в виде втулок кронштейны для крепления резьбовыми элементами чизелей, причем электропривод представляет собой механизм электрический однооборотный типа МЭО-250, кинематически с помощью вала, снабженного элементами червячной передачи, связанными с зубчатыми колесами, жестко закрепленными на стойках, соединен с последними.

Новыми элементами являются то, что на неподвижно размещенном под углом 45° к направлению движения несущем брусе установлены чизели, выполненные в виде круглой трубы диаметром 90-100 мм с загнутым по радиусу 300 мм концом и срезом под углом не более 25° закрытым долотом эллиптической формы с твердосплавной напайкой чизели, а параллельно несущему брусу расположен дополнительный брус, с краю которого на приваренной площадке установлен электропривод, кинематически связанный с расположенными с возможностью вращения на дополнительном брусе стойками, размещенными вслед за чизелями, при этом сферические диски приварены к стойкам под углом 35-38° и снабжены эксцентриситетами и кольцами с параллелограммным сечением и с углом заточки не более 25°, причем кольца установлены по периметру окружности сферического диска и с возможностью вращения по его оси, причем на несущем брусе расположены приваренные вертикально в виде втулок кронштейны для крепления резьбовыми элементами чизелей, причем электропривод представляет собой механизм электрический однооборотный типа МЭО-250, кинематически с помощью вала, снабженного элементами червячной передачи, связанными с зубчатыми колесами, жестко закрепленными па стойках, соединен с последними.

Сущность изобретения схематично отображена на чертежах: на Фиг.1 показана схема «Многофункционального плуга для основной обработки почвы» вид сверху, на Фиг.2 в виде рисунка отображена часть рамы с навеской и опорными колесами, на Фиг.3 показано сечение по А-А, на Фиг.4 схема размещения рабочих органов: а - при плоскорезном рыхлении, б и в - при отвальном рыхлении, при повороте дисков влево или вправо.

Многофункциональный плуг для основной обработки почвы включает раму 1, оснащенную системой навески 2 и опорными регулируемыми по высоте колесами 3, брус 4 и дополнительный брус 5, стойки 6, зубчатые колеса 7, элементы червячной передачи 8, вал 9, электропривод 10, приваренную площадку 11, чизели 12, долотом эллиптической формы 13 с твердосплавной нанайкой 14. втулочный кронштейн 15, сферические диски 16, кольца 17, спицы 18, подшипниковые механизмы 19. ось 20 кронштейны 21 и 22. На брусе 4 установлены чизели 12, выполненные в виде круглой трубы диаметром 90-100 мм с загнутым по радиусу 300 мм концом и срезом под углом не более 25° закрытым долотом эллиптической формы 13 с твердосплавной напайкой 14. Параллельно несущему брусу 4 посредством кронштейнов 21 расположен дополнительный брус 5. С краю дополнительного бруса 5 на приваренной площадке 11 установлен электропривод 10, кинематически связанный с расположенными с возможностью вращения на дополнительном брусе 5 стойками 6, размещенными вслед за чизелями 12. Электропривод 10 представляет собой механизм электрический однооборотный типа МЭО-250, который кинематически, с помощью вала 9 снабженного элементами червячной передачи 8, связан с зубчатыми колесами 7, причем зубчатые колеса 7 жестко закреплены на стойках 6. К стойкам 6 приварены сферические диски 16. Сферические диски 16 приварены к стойкам под углом 35-38° и снабжены эксцентриситетами и кольцами 17 с сечением в виде параллелограмма и с углом заточки не более 25°, причем кольца 17 установлены по периметру окружности сферического диска 16 и с возможностью вращения по его оси 20 при помощи спиц 18, подшипниковых механизмов 19. Вал 9 установлен шарнирно посредством кронштейнов 22. На несущем брусе 4 расположены приваренные вертикально в виде втулок кронштейны 15 для крепления резьбовыми элементами (болтами с гайками через отверстие во втулочном кронштейне 15 и отверстия в чизелях 12) чизелей 12.

Работа осуществляется следующим образом. Многофункциональный плуг для основной обработки почвы навешивают при помощи навесной системы 2 на энергетическое средство (трактор). Подняв, плуг в транспортное положение при помощи гидроцилиндра трактора на специальной площадке осуществляют следующие регулировки.

1. Для операции «чизелевание» (глубокое рыхление) для отвода влаги опорные колеса 3 опускают до нижнего уровня кольца 17, а чизели 12 на несущем брусе 4 рамы 1 опускают, перемещая в кронштейнах 15 на глубину 30-60 см, манипулируя резьбовыми элементами (открутив гайки, вынимают болты из отверстий втулок кронштейнов 15 и чизелей 12, осуществляя их расфиксацию, а затем, перемещая чизели 12, фиксируют их в обратном порядке, но в соответствующих заданным глубинам обработки отверстиях чизелей 12).

2. Для операции плоскорезного рыхления на глубину до 25 см опорные колеса 3 поднимают выше нижнего уровня кольца 17 на 20 см, а чизели 12 опускают на 25 см. Сферические диски 16 вручную при помощи МЭО, вала 9, элементов червячной передачи 8, зубчатых колес 7 и стоек 6 на брусе 5 устанавливают в среднее положение.

3. Для операции отвальной гладкой обработки почвы опорные колеса 3 поднимают выше нижнего уровня кольца 17 на 25 см, а чизели 12 опускают на 30 см. Сферические диски 16 при помощи МЭО вручную вала 9, элементов червячной передачи 8, зубчатых колес 7 и стоек 6 на брусе 5 устанавливают сферические диски 16 в положение под углом 45°. Затем при заведенном энергетическом средстве проверяют включением электропривода 10 положения сферических дисков 16. При необходимости производят настройку концевыми переключателями.

В иоле механизмом навески 2 и гидроцилиндром трактора плуг опускают в рабочее положение, и трактор начинает перемещение по полю. Чизельные элементы 12 долотом 13 с напайкой 14 внедряются в почву, заглубляются до опорных колес 3, и таким образом осуществляется глубокое рыхление.

При выполнении плоскорезной обработки, при перемещении трактора по полю чизельные элементы 12 вспарывают почву, а кольца 17 острой кромкой внедряются в почву и осуществляют плоскорезную обработку, при этом вращаясь при помощи спиц 18, подшипниковых механизмов 19 по осям 20 сферических дисков 16. Кольцевая форма рабочего органа способствует снижению затрат энергии при плоскорезной обработке почвы и дают возможность работать даже в увлажненной почве. Благодаря тому что сферические диски 16 приварены к стойкам под углом 35-38°, а кольца 17 должны быть с углом заточки не более 25° обеспечивается гарантированное внедрение в почву данных элементов, особенно при тяжелых глинистых и суглинистых почвах, а также минимальное тяговое сопротивление.

При выполнении отвальной обработки почвы при перемещении трактора по полю чизельные элементы 12 вспарывают почву, а кольца 17 со сферическими дисками 16, установленные на угол 45° к направлению движения острой кромкой внедряются в почву и осуществляют отвальную обработку, при этом кольца 17 вращаются вокруг оси 20 сферического диска 16. Причем спицы 18, вращаясь, чистят тыльную часть сферического диска 16. Кольцевая форма рабочего органа также способствует снижению затрат энергии при отвальной обработке почвы и дают возможность работать даже в увлажненной почве. Доехав до края поля, механизатор переводит плуг в транспортное положение. Затем на развороте включает электропривод 10, который, осуществляя реверс, вращает вал 9, и через элементы червячной передачи 8, зубчатые колеса 7 повернет стойку 6 на 90°, а с ней кольцо 17 и сферический диск 16. Завершив разворот, механизатор опускает плуг, который при перемещении трактора осуществляет отвальную обработку, причем гладкую не создавая развальных и свальных полос. Кинематическая пара зубчатое колесо 7 и элемент червячной передачи 8 предохраняют от проворота сферический диск 16 с кольцом 17.

Таким образом, многофункциональный плуг для основной обработки почвы является универсальным плугом. Он может быть применен для почвозащитных технологий обработки почвы, так как может выполнять несколько операций: чизельную (глубокую) обработку почвы; безотвальное рыхление (плоскорезную обработку почвы); отвальную (гладкую) обработку почвы. Применяя универсальный плуг, экономятся затраты ресурсов, затраты энергии, людские ресурсы, снижается пагубное влияние на почву. При обработке почвы экспериментальным плугом обеспечивается гладкий и ровный рельеф без заделки стерни. Эллиптическая форма режущей кромки способствует безотказному внедрению долота в почву.