Результат интеллектуальной деятельности: УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для обработки залежных и старопахотных земель, а также земель после уборки многолетних трав, различными способами, а именно безотвальным, безотвально-послойным, безотвально-послойным с дополнительным крошением, безотвально-послойным с дополнительным крошением и разуплотнением подпахотного горизонта, а также отвально-безотвальным способом с вышеперечисленными вариантами.

Известны различные рабочие органы для отвальной и безотвальной обработки почвы с крошителями, с ножами для послойной обработки почвы, с почвоуглубителями, которые предназначены для более интенсивного крошения почвы при обработке сухих суглинистых и глинистых почв, для разуплотнения подпахотного горизонта и обеспечения возможности проникновения талых вод и вод при ливневых дождях, а также для проникновения корневых систем культурных растений в нижние слои почвы.

Недостатком таких рабочих органов является возможность их использования только для выполнения конкретных операций (при отвальной, безотвальной обработке почвы или щелевании) и отсутствие универсальности. Кроме того, рыхлители подпахотного горизонта закреплены жестко к стойке рабочего органа и при наличии корневых систем сорняков накапливают их на кромке рыхлителя, тем самым забивая рабочий орган и делая его неработоспособным.

Известен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, состоящий из стойки с приваренным в нижней части башмаком с накладным долотом. Вдоль стойки просверлены отверстия, через которые парой болтов могут быть закреплены перемещаемые отвал и пара подрезающих крыльев, у которых при помощи эксцентриковых втулок регулируется угол крошения на требуемую величину в зависимости от физико-механических свойств почвы (RU 2426288 C2, ΜΠΚ А01B 13/14, опубл. 20.08.2011).

Недостатком данного рабочего органа является возможность выполнения им только сплошной отвальной обработки с рыхлением и разуплотнением подпахотного горизонта на разную величину и с разной степенью крошения на старопахотных землях, т.е. его недостаточная универсальность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату устройством по отношению к заявленному универсальному почвообрабатывающему рабочему органу является рабочий орган, который содержит телескопическую стойку с верхней подвижной частью, горизонтальные и наклонные лемеха, долото (RU 2229201 C2, МПК А01В 35/22, опубл. 27.05.2004). Над одним из горизонтальных лемехов расположен отвал. Он расположен сбоку верхней части стойки и крепится к стойке и подлапнику. Держатель с горизонтальным лемехом и держатель с лемехами и отвалом выполнены съемными и взаимозаменяемыми для их раздельного использования для соответствующих технологических операций.

К недостаткам указанного комбинированного рабочего органа для обработки почвы следует отнести возможность обработки почвы только отвальным или безотвальным способами, при этом на старопахотных землях при наличии корневых систем растений происходит зависание их на стойке щелереза, вызывая забивание рабочего органа. При обработке залежных земель и пласта многолетних трав, где почва связана между собой множеством корневых систем растений и сильно уплотнена, пласт при безотвальной или отвальной обработках не измельчается и плохо крошится. Тогда для подготовки почвы в соответствии с агротехническими требованиями по крошению требуется дополнительный проход агрегата с соответствующими рабочими органами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности: подготовки почвы под посев за один проход агрегата за счет повышения универсальности и количества выполняемых операций предлагаемым рабочим органом при обработке залежных и старопахотных земель, а также земель после возделывания многолетних трав; крошения почвы в соответствии с агротехническими требованиями при безотвальном и отвально-безотвальном способах ее обработки; разуплотнения подпахотного горизонта, для накопления влаги талых вод и ливневых дождей; снижения общего тягового сопротивления рабочего органа.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять подготовку почвы под посев за один проход агрегата безотвальным или отвально-безотвальным способами с соблюдением агротехнических требований и снижением тягового сопротивления рабочего органа.

Технический результат применения предлагаемого устройства достигается за счет того, что рабочий орган включает стойку, лемеха, долото, но, в отличие от прототипа, лемеха закреплены на башмаке, прикрепленном к стойке, на верхней поверхности лемехов установлены съемные рыхлители с возможностью регулирования их расположения относительно продольной оси на угол ±10°, на высоте стойки, равной половине глубины сплошной обработки почвы с возможностью регулирования данной высоты в пределах от 0 до 5 см и угла постановки ножа к горизонтальной плоскости (угла крошения) 20°≤α≥27°, с обеих сторон дополнительно закреплены съемные ножи, ширина захвата которых равна ширине захвата лемехов, к нижней части башмака шарнирно прикреплен съемный щелерез с долотом и пружинным предохранителем, установленным шарнирно в верхней части стойки щелереза.

Кроме того, универсальный почвообрабатывающий рабочий орган в режиме отвально-безотвальной обработки почвы с правой стороны стойки оснащен съемным винтовым или планчатым отвалом, нижний обрез которого состыкован с верхней кромкой правого лемеха.

Установка на верхней поверхности лемехов съемных рыхлителей с возможностью регулирования их расположения относительно продольной оси на угол ±10° позволяет повысить степень крошения почвы при безотвальной обработке, причем установлено, что при увеличении угла больше 10° влево или вправо от продольной оси крошение почвы увеличивается незначительно, а увеличивается общее тяговое сопротивление рабочего органа.

Установка съемных ножей на высоте стойки, равной половине глубины сплошной обработки, с возможностью регулирования угла α постановки ножа к горизонтальной плоскости (угла крошения) в пределах 20°≤α≥27°, позволяет обеспечить повышение степени крошения почвы при сплошной обработке. Регулирование по высоте расположения ножей происходит на допустимую величину, которая зависит от глубины обработки лапы и составляет 5 см при глубине хода лап 20…30 см. При регулировании высоты установки ножей >5 см и угла α≤20° приведет к недостаточному крошению почвы, а при α≥27° происходит сгруживание почвы и увеличение тягового сопротивления ножа.

Ширина захвата съемных ножей равна ширине захвата лемехов, что также обеспечивает стабильное качество крошения по ширине захвата всего рабочего органа.

Установка съемного щелереза с долотом и пружинным предохранителем обеспечивает разуплотнение подпахотного слоя в соответствии с технологией обработки, например, на глубину 10…15 см, одновременно вибрация стойки щелереза при изменении свойств почвы снижает тяговое сопротивление рабочего органа.

Кроме того, съемный винтовой или планчатый отвал, установленный с правой стороны стойки, причем нижний обрез его состыкован с верхней кромкой правого лемеха, дает возможность обработки почвы в режиме отвально-безотвальной обработки с крошителями, ножом и щелерезом, получая те же положительные эффекты.

На фиг. 1 изображена схема универсального почвообрабатывающего рабочего органа, вид сверху.

На фиг. 2 изображена схема универсального почвообрабатывающего рабочего органа, вид сбоку.

На фиг. 3 изображено крепление щелереза с пружинным предохранительным устройством к башмаку.

На фиг. 4. изображено расположение эксцентриковой втулки.

Универсальный почвообрабатывающий рабочий орган включает (фиг. 1, 2) стойку 1 с подпятником, который при помощи болтов крепится к башмаку 2. К башмаку 2 при помощи болтов крепятся правый 3 и левый 4 лемеха и долото 6. Для лучшего рыхления и крошения связных и уплотненных почв к лемехам крепятся съемные рыхлители 5 с возможностью их регулирования относительно продольной оси на угол ±10° за счет перестановки их болтового крепления на сквозных отверстиях 15, просверленных на лемехах и башмаке (положения рыхлителя 5′ и 5′′). Для увеличения степени крошения поверхностного слоя почвы, в зависимости от ее состояния и свойств к стойке крепятся съемные правый и левый ножи 7, имеющие одинаковую с лемехами ширину захвата. Они регулируются по высоте расположения, равной а₂ (фиг. 2), за счет удлиненных отверстий 13 и за счет эксцентриковой втулки 14, позволяющих регулировать угол крошения 20°≤α≥27°.

Для разуплотнения подпахотного горизонта разработан съемный щелерез 9 с долотом 10, который крепится к башмаку 2 рабочего органа, через шарнир 11 с пружинным предохранителем 12 (фиг. 2, 3).

В случае наезда на препятствие или забивания корневой системой сорняков сила, действующая на щелерез, возрастает, и стойка щелереза 9 (фиг. 2, 3) отклоняется назад. После прохождения препятствия или освобождения от сорняков под действием пружины предохранителя 12 стойка щелереза 9 возвращается в исходное положение. При изменении в процессе вспашки удельного сопротивления почвы стойка щелереза 9 вибрирует, снижая тяговое сопротивление рабочего органа.

Предлагаемый универсальный почвообрабатывающий рабочий орган имеет следующие технические характеристики, соответствующие технологии обработки почвы (фиг. 1, 2). Ширина захвата рабочего органа b=0,7…1,0 м, ширина захвата отвальной b₂ и безотвальной b₁ части рабочего органа b₁=b₂=0,35…0,5 м, глубина сплошной обработки рабочего органа a₁=0,2…0,3 м, глубина щелевания ниже плоскорезной лапы а₃=0,1…0,15 м, глубина хода ножа равна половине глубины хода плоскорезной лапы, т.е. а₂=0,5 a₁.

Универсальный почвообрабатывающий рабочий орган работает следующим образом. Перед началом обработки почвы универсальный почвообрабатывающий рабочий орган подготавливают в соответствии с режимом обработки.

Для рыхления связных и уплотненных почв и интенсивного их крошения в зависимости от состояния почв к лемехам 3, 4 (фиг. 1) крепятся съемные рыхлители 5 с возможностью их регулирования относительно продольной оси на угол ±10° за счет перестановки на отверстиях, просверленных на лемехах и башмаке. Для увеличения степени крошения поверхностного слоя почвы в зависимости от ее состояния к стойке крепятся съемные правый 3 и левый 4 ножи, их устанавливают на нужную высоту расположения за счет удлиненного отверстия 13 и регулируют угол крошения за счет эксцентриковой втулки 14. Ножи имеют равную ширину захвата с лемехами.

Для разуплотнения подпахотного горизонта и возможности накопления влаги от талых вод и ливневых дождей к башмаку 2 (фиг. 1, 2) шарнирно крепится съемный щелерез со стойкой 9, долотом 10 и пружинным предохранителем 12. При наезде на препятствие или забивания корневой системой растений или сорняков под воздействием возрастающей силы сопротивления стойка щелереза отклоняется назад и после преодоления препятствия или освобождения от сорняков под действием пружины предохранителя 12 (фиг. 3) стойка щелереза 9 возвращается в исходное положение. Пружинный предохранитель 12 одновременно служит вибратором и способствует снижению тягового сопротивления рабочего органа.

Для подъема нижнего задернелого слоя почвы вверх при первичной обработке земель и периодической (раз в 5…10 лет) заделки верхнего плодородного, насыщенного удобрениями слоя почвы вниз для усвоения корневыми системами растений, предусмотрен съемный правооборачивающий отвал 8 (фиг. 1, 2) винтового или планчатого типа, который устанавливается на место правого съемного ножа 7. При этом нижний обрез отвала 8 состыкован с верхней кромкой правого лемеха 3, оборачивает почву на 180° и укладывает на прежнее место, а левый нож 4 производит безотвальную обработку. Такая отвально-безотвальная обработка способствует повышению плодородия верхнего слоя почвы, лучшему проникновению талых вод и ливневых дождей в нижние слои почвы, устранению водной и ветровой эрозии.

Таким образом, универсальный почвообрабатывающий рабочий орган позволяет выполнить с соблюдением агротехнических требований безотвальную и безотвально-отвальную обработки почвы, в случае необходимости с дополнительным измельчением и крошением твердых и уплотненных почв за счет установки крошителей и ножей, а также разуплотнением подпахотного горизонта за счет установки щелереза с пружинным предохранительным устройством. Пружинный предохранитель при изменении свойств почвы одновременно служит вибратором и способствует снижению тягового сопротивления.