Результат интеллектуальной деятельности: УНИВЕРСАЛЬНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к универсальным почвообрабатывающим средствам для осуществления различных операций основной обработки почвы.

Известно почвообрабатывающее средство (см. патент РФ №2399177) включающее навесную раму и смонтированные на ее главной балке рабочие органы, при этом каждый из них содержит пластинчатую стойку, которая имеет башмак с накладным долотом, пару крепящихся к стойке парой болтов подрезающих крыльев (лап), причем в одно из крепежных отверстий пары подрезающих лап вставлены втулки, с эксцентриковым смещением, причем величина эксцентрика определяется возможностью установки крыльев на минимальный и максимальный угол крошения при противоположном их развороте, а пара подрезающих крыльев имеет возможность дискретного перемещения по высоте вдоль стойки по соответствующим отверстиям, а также совместную установку пары подрезающих крыльев с отвалом через проставки над ними.

Преимущества данного средства - это способность перенастраиваться на выполнение различных операций таких как: щелевание, чизелевание, сплошное подрезание, а при установке отвала отвальная обработка почвы.

Недостатками данного почвообрабатывающего средства являются: высокие затраты энергии, в связи с тем, что при работе с отвалом возникает реактивная сила из-за высокой нагрузки на отвал и стойку корпуса от боковых сил (изгибающего момента), в том числе, в связи с тем, что отвал размещается впереди долота; необходимость разукомплектации в связи со съемом отвала, определения его на хранение и в последующем установкой отвала.

Известен также плуг (см. Способ вспашки почвы и плуг, патент РФ №2095953), включающий раму с закрепленными на ней плужными корпусами, каждый из которых имеет закрепленный со стороны полевого обреза отвала нож, причем отвал каждого корпуса в верхней части имеет вырез, а на крыле каждого отвала закреплен отражатель.

Ножи с полевой стороны корпусов, кроме подрезания верхнего слоя почвы, позволяют разгрузить полевую доску и стойку корпуса от боковых сил (изгибающего момента), что даст возможность уменьшить их размеры и металлоемкость плуга. Отвалы корпусов имеют меньшую высоту, следовательно, и меньшую металлоемкость.

Однако недостатками являются низкие функциональные возможности плуга из-за отсутствия элементов обеспечения безотвальных принципов обработки почвы (разуплотнения плужной подошвы и проведения глубокого рыхления).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является средство для почвообработки, в виде плуга навесной модели ПЛН-5-35 (см. В.М. Халанский, И.В. Горбачев / Сельскохозяйственные машины / М., «КолосС», 2004, с. 34), включающее сварную раму с навеской, опорным колесом с винтовым механизмом, прицепкой для борон, уголками, приваренными к главной балке рамы, к которым прикреплены пластинчатые кронштейны и рабочие органы, в виде плужных корпусов, содержащих закрепленные болтами к уголкам пластинчатые стойки, оснащенные отвалами, лемехами, полевыми досками, и в виде предплужников содержащих закрепленные с помощью хомутов стойки, оснащенные отвалами и лемехами, причем предплужник имеет ширину захвата, равную 2/3 ширины захвата корпуса, и размещен спереди него на расстоянии L=25…35 см, для срезания верхнего пласта почвы толщиной 8-12 см.

Однако к недостаткам плуга можно отнести следующее.

1. Низкие функциональные возможности и эксплуатационная надежность плуга из отсутствия возможности обеспечения плоскорезной обработки почвы, разуплотнения плужной подошвы и проведения глубокого рыхления, из-за быстрого затупления или износа лемеха и проблемами его замены и заточки.

2. Высокие затраты энергии из-за высокой нагрузки на полевую доску и стойку корпуса от боковых сил (изгибающего момента), а также из-за высокого тягового сопротивления почвы конструктивным элементам плуга.

3. Высокая металлоемкость из-за обеспечения необходимых прочностных показателей конструктивных элементов корпуса.

Техническим решением задачи является повышение функциональных возможностей плуга без разукомплектования и эксплуатационной надежности, снижение затрат энергии и металлоемкости.

Решение задачи достигается тем, что в известном средстве для почвообработки, включающее сварную раму с навеской, опорное колесо с винтовым механизмом, уголки, приваренные к главной балке рамы, пластинчатые кронштейны жестко связанные с уголками, и рабочие органы, содержащие закрепленные болтами к уголкам пластинчатые стойки с отвалами, и зафиксированные на кронштейнах с помощью хомутов вынесенные вперед пластинчатые стойки, при этом, согласно изобретению, стойки с отвалами смонтированы на приваренных к уголкам осях шарнирно для поворота на 180° в нерабочее положение, а отвалы выполнены составными из съемных трапецеидальных пластин - нижней, верхней и средней, причем к последней приварена под углом закрывающая трапецеидальная пластина, при этом на пластинчатых стойках выполнены отверстия по всей длине для установки и дискретного перемещения съемных подрезающих лап и парных плоскорезных лап, при этом спереди к пластинчатым стойкам приварены трубные рыхлители с загнутым концом, завершающимся срезом под углом 25°, где с помощью проушин, втулки и пальца, установлено накладное эллиптической формы долото с заточкой, причем отвалы прикреплены к стойкам через проставки, причем диаметр трубы рыхлителей составляет 85-100 мм, а радиус загиба ее конца равен 280-300 мм.

Новыми элементами являются то, что стойки с отвалами смонтированы на приваренных к уголкам осях шарнирно для поворота на 180° в нерабочее положение, а отвалы выполнены составными из съемных трапецеидальных пластин - нижней, верхней и средней, причем к последней приварена под углом закрывающая трапецеидальная пластина, при этом на пластинчатых стойках выполнены отверстия по всей длине для установки и дискретного перемещения съемных подрезающих лап и парных плоскорезных лап, при этом спереди к пластинчатым стойкам приварены трубные рыхлители с загнутым концом, завершающимся срезом под углом 25°, где с помощью проушин, втулки и пальца, установлено накладное эллиптической формы долото с заточкой, причем отвалы прикреплены к стойкам через проставки, причем диаметр трубы рыхлителей составляет 85-100 мм, а радиус загиба ее конца равен 280-300 мм.

Новизна заключается в том, что плуг можно настраивать на выполнение различных технологий отвальной и безотвальной технологии не разукомплектовывая, причем при отвальной обработке вместо лемеха применено долото на трубном рыхлителе с загнутым концом, которое можно устанавливать на заданную глубину обработки.

Новые элементы устройства известны в аграрной науке, но по данным патентной и научно технической литературы не обнаружено аналогичная заявленная совокупность признаков, позволяющая достичь технического результата.

На чертежах схематично представлено универсальное средство для обработки почвы: на Фиг. 1 - вид сверху; на Фиг. 2 - разрез А-А с установкой стоек с отвалами для пахоты; на Фиг. 3 - сечение Г-Г; на Фиг. 4 - разрез А-А с установкой стоек с отвалами в нерабочем положении для безотвального рыхления; на Фиг. 5 и на Фиг. 6 - размещение парных плоскорезных подрезающих пар на стойке с рыхлителем в нижнем и в верхнем положении; на Фиг. 7 - схемы расположения стойки с отвалом совместно со стойкой с рыхлителем и подрезающей лапой, а также только стойки с рыхлителем и парой плоскорезных подрезающих лап (вид сверху).

Универсальное средство для обработки почвы включает сварную раму 1 с навеской 2, опорным колесом 3 с винтовым механизмом, уголки 4, приваренные к главной балке 5 рамы 1, пластинчатые кронштейны 6 жестко связанные с уголками 4, и рабочие органы. Рабочие органы содержат закрепленные болтами 7 к уголкам 4 пластинчатые стойки 8 с отвалами. Отвалы выполнены составными из съемных трапецеидальных пластин - нижней 9, средней 10 и верхней 11, которые прикреплены к стойкам 8 через проставки 12. К средней трапецеидальной пластине 10 приварена под углом закрывающая трапецеидальная пластина 13. Стойки 8 смонтированы шарнирно на приваренных к уголкам 4 осях 14, для поворота на 180° в нерабочее положение. К пластине 13 вплотную фиксируются с помощью хомутов 15 на кронштейнах 6 вынесенные вперед пластинчатые стойки 16. На пластинчатых стойках 16 выполнены отверстия по всей длине для установки и дискретного перемещения съемных подрезающих лап 17, устанавливаемые со стороны полевого обреза и парных плоскорезных лап 18. Спереди к пластинчатым стойкам 16 приварены трубные рыхлители 19 с загнутым концом, завершающимся срезом под углом 25°, где с помощью проушин 20, втулки 21 и пальца 22, установлено накладное эллиптической формы долото 23 с заточкой. Причем при скорости обработки и коэффициенте удельного сопротивления при вспашке близкой к первичным требованиям равным (9-12 км/ч и 50-150 КПа) оптимальный диаметр трубы, из которой изготовлен рыхлитель 19, обеспечивающий минимум тягового сопротивления составляет 85-100 мм, радиус загиба - 280-300 мм. Глубина обработки рыхлителем 19 без отвала до 60 см, а с отвалом - 30-45 см, т.е. на 10-15 см ниже; ширина захвата рабочего органа 500 мм.

Работа осуществляется следующим образом.

Для безотвальной обработки почвы стойка 8 с отвалом поворачивается вокруг оси 14 и фиксируется болтом 7 в верхнем положении и снимается подрезающая лапа 17. После чего производится безотвальное рыхление. Причем при изменении глубины обработки и высоты установки парных плоскорезных лап 18 или их съеме изменяются операции, например, без парных плоскорезных лап 18 производится щелевание, а с ними установленными в верхнем положении на стойке 16 - щелевание с подрезанием растительности, а с ними установленными в нижнем положении на стойке 16 производится чизелевание с подрезанием внутрипочвенных гребней. При этом обработка почвы производится с меньшими затратами энергии за счет вспарывания почвы цилиндрическим (трубным) элементом 19 оснащенным загибом и эллиптическим долотом 23.

Для выполнения отвальной обработки почвы стойка 8 с отвалом поворачивается вокруг оси 14 и фиксируется болтом 7 в рабочем положении, затем с помощью опорного колеса 3 регулируется глубина обработки почвы с отвалом, далее перемещая фиксируемые хомутами 15 на кронштейнах 6 стойки 16 устанавливают трубные рыхлители 19 на 12-15 см глубже, затем со стороны полевого обреза отвала посредине на стойках 16 устанавливаются подрезающие лапы 17. При работе долото 23 легко внедряется в почву, рыхлитель 19 вспарывает почву, от которой нижней 9 частью отвала отрывается пласт, а средней 10 и верхней 11 частями он оборачивается. При этом закрывающая трапецеидальная пластина 13 обеспечивает направление пласта только на среднюю 10 часть отвала. Причем указанная операция выполняется с меньшими затратами энергии за счет снижения нагрузки от действия боковых сил на отвалы, благодаря антиреактивному действию подрезающих лап 17. Причем подрезающие лапы 17 способствуют более качественному рыхлению, так как предварительно со стороны полевого обреза осуществляется подрезание верхнего слоя. Соответственно металлоемкость стойки 8 с отвалом снижается, в том числе эксплуатационная надежность повышается, так как при износе долото 23, трапецеидальные пластины 9, 10 с 13 и 11 отвала легко заменяются новыми.

Для осуществления совместно отвальной и безотвальной обработки с подрезанием внутрипочвенных гребней производится следующая настройка. Трубные рыхлители 19 устанавливаются на более глубокий уровень обработки с помощью закрепленных на кронштейнах 6 стоек 16, на которых, кроме подрезающих лап 17, ниже отвалов, монтируются также парные плоскорезные лапы 18.

Таким образом, плуг можно настраивать на выполнение различных технологий отвальной и безотвальной технологии не разукомплектовывая, причем при отвальной обработке вместо лемеха применено долото 23 на трубном рыхлителе 19 с загнутым концом, которое можно устанавливать на разную заданную глубину обработки.

Применение универсального средства для обработки почвы обеспечивает повышение функциональных возможностей плуга и эксплуатационной надежности, а также снижение затрат энергии и металлоемкости.