Результат интеллектуальной деятельности: Полифункциональное средство обработки почвы

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

Известен «Агрегат для безотвальной обработки почвы» (см. патент РФ №2482651), включающий навесную с опорными колесами раму, с установленными рабочими органами, в виде стоек с рыхлителями и съемными в зависимости от способа обработки лапами, при этом стойки выполнены из ступенчато изогнутых с тремя коленами труб со срезом на конце под углом 25°, закрытым приваренным основанием, на котором закреплен рыхлитель в виде фиксируемых винтами пластинчатых долот эллиптической формы, и оснащены приваренными сзади двумя треугольной формы с отверстиями пластинчатыми кронштейнами для съемных стрельчатых лап.

Недостатками данного почвообрабатывающего агрегата являются низкие функциональные возможности (две операции - чизелевание, сплошное подрезание) и низкая эксплуатационная надежность (из-за быстрого затупления и необходимости заточки долот), также высокие затраты энергии (так как пластинчатая форма долота осуществляет процесс резания почвы).

Известно также «Устройство для безотвальной обработки почвы» (см. патент РФ 2468558), включающее сварную двухбрусную раму, снабженную системой навески, опорными элементами, рабочими органами, имеющими стойки с загнутыми концами и с долотами, имеющими заточку и напайку из металлокерамического сплава, и лапами, причем стойки с загнутыми концами изготовлены в виде цельной детали из трубы круглого сечения диаметром 90-95 мм и имеют косой срез, а долота изготовлены в виде эллиптических пластин с двумя серьговидными кронштейнами, накрывающими косой срез загнутого конца стойки и закрепленными с помощью пальца, а сзади изгиба стойки жестко установлены два плоских кронштейна, между которыми вставлен кронштейн, жестко соединенный с лапой.

Недостатками данного почвообрабатывающего агрегата являются низкие функциональные возможности (две операции - чизелевание, сплошное подрезание), и высокие затраты энергии (из-за пластинчатой формы долота).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Универсальное средство для обработки почвы»(см. патент РФ №2564846) включающее сварную двухбрусную раму, снабженную системой навески, опорными элементами и расставленными в шахматном порядке рабочими органами, содержащими стойки, долота и плоскорежущие лапы, причем стойки изготовлены в виде цельной детали из трубы круглого сечения диаметром 90-95 мм, выполнены с загнутыми концами и с косым срезом на конце для установки долот с заточкой и напайкой из металлокерамического сплава, оснащены сзади изгиба приваренными двумя плоскими трапецеидальными кронштейнами со скосом для крепления под углом 10° полукруглых плоскорежущих лап имеющих ворошители в виде полосок металла, вырезанных частично в торце задней части лапы и отогнутых на угол 40-50°, при этом стойки оснащены пластинчатыми наставками с отверстиями для переустановки и размещены спереди на брусьях рамы в приваренных парных пластинчатых кронштейнах, а сзади брусья рамы вслед за кронштейнами рабочих органов оснащены приваренными площадками, на них установлены оснащенные двигателями постоянного тока червячные редукторы, выходные валы которых выполнены удлиненными и оснащены прикрепленными к ним сваркой отвальными корпусами, выполненными в виде пятиугольных пластин, оснащенных внизу симметрично размещенными лемехами, а сверху треугольными крыльями, нижние концы валов установлены в шарнирных опорах, жестко зафиксированных на стойках посредством стопорных колец и пластинчатых щитков, причем для накопления талых вод в подпахотном горизонте вместо полукруглых лап в кронштейнах для их крепления закреплены дренеры, причем двигатели постоянного тока выполнены аналогично двигателю известного в практике шуруповерта, запитаны от аккумулятора трактора и оснащены системой обеспечения реверсивного поворота отвальных корпусов на угол +45° и -45° от направления движения. Однако к недостаткам плуга можно отнести следующее.

1. Высокие затраты энергии при чизелевании, дренировании и плоскорезном рыхлении из-за нахождения в почве отвала, создающего дополнительное сопротивление, а также из-за формы долота режущего почву.

2. Конструктивная сложность отвала и его крепления, низкая ремонтная способность (сложности демонтажа узлов для замены). Указанное можно отнести также для узлов чизелевания.

3. Недостаточное качество обработки почвы, так как не обеспечивается полный оборот пласта из-за формы отвала.

Техническим результатом является снижение затрат энергии, повышение эксплуатационной надежности, качества обработки почвы и ремонтной способности.

Технический результат достигается тем, что в известном средстве для почвообработки, включающем сварную двухбрусную раму, оснащенную системой навески, опорными элементами и расставленными в шахматном порядке рабочими органами, содержащими, выполненные в виде труб круглого сечения диаметром 90-95 мм стойки, оснащенные пластинчатыми наставками с отверстиями для их крепления и переустановки по высоте в прикрепленных спереди к брусьям парных пластинчатых кронштейнах, долота, плоскорежущие лапы, выполненные полукруглыми с заточкой, устанавливаемые под углом 10° и имеющие ворошители в виде полосок металла, вырезанных частично в торце задней части лапы и отогнутых на угол 40-50°, съемные дренеры, червячные, с удлиненными валами в шарнирных опорах, редукторы,установленные на закрепленных площадках, размещенных сзади за брусьями вслед за парными кронштейнами и оснащенные запитанными от аккумулятора трактора двигателями, аналогичными двигателям известных в практике шуруповертов, и системами обеспечения реверсивного поворота, отвальные корпуса, при этом согласно изобретению наставки приварены сзади к стойкам по всей длине и служат для дополнительного крепления лап, переустановки их по высоте и крепления дренеров, а червячные с удлиненными валами редукторы установлены на площадках, которые закреплены на цилиндрических корпусах, оснащенных шарнирными опорами, державками и ползунами, надетыми на приваренные вертикально и выполненные в виде трубы прямоугольной формы с отверстиями для стопорных пальцев направляющие, причем отвальные корпуса выполнены вогнутой цилиндрической формы, оснащены заточкой, жестко установлены на концах удлиненных валов редукторов перпендикулярно и строго посредине с помощью прикрученных кронштейнов, оснащенных втулками с отверстиями для стопорных пальцев, причем долота выполнены цилиндрическими и смонтированы с помощью переходных вваренных кронштейнов и стопорных пальцев в нижней части стоек под углом 35-38°, имеют плоскую подошву, расположенную под углом 10-13° к поверхности почвы, причем лапы в передней части оснащены вырезами и приваренными П-образными кронштейнами, обеспечивающими их фиксацию под углом 10-13°.

Новыми элементами является то, что наставки приварены сзади к стойкам по всей длине и служат для дополнительного крепления лап, переустановки их по высоте и крепления дренеров, а червячные с удлиненными валами редукторы установлены на площадках, которые закреплены на цилиндрических корпусах, оснащенных шарнирными опорами, державками и ползунами, надетыми на приваренные вертикально и выполненные в виде трубы прямоугольной формы с отверстиями для стопорных пальцев направляющие, причем отвальные корпуса выполнены вогнутой цилиндрической формы, оснащены заточкой, жестко установлены на концах удлиненных валов перпендикулярно и строго посредине с помощью прикрученных кронштейнов, оснащенных втулками с отверстиями для стопорных пальцев, причем долота выполнены цилиндрическими и смонтированы с помощью переходных вваренных кронштейнов и стопорных пальцев в нижней части стоек под углом 35-38°, имеют плоскую подошву, расположенную под углом 10-13° к поверхности почвы, причем лапы в передней части оснащены вырезами и приваренными П-образными кронштейнами, обеспечивающими их фиксацию под углом 10-13°.

Новизной является совмещение приемов безотвальной обработки почвы с приемами отвальной, причем гладкой пахоты, за счет реверсирования положения отвального корпуса червячным редуктором, а также обеспечение только приемов безотвальной обработки, в том числе обеспечение несложной сборки и разборки отвала, долота и лапы для замены и ремонта.

На чертежах схематично представлено Полифункциональное средство для обработки почвы: на Фиг. 1 - вид сверху; на Фиг. 2 - увеличенный фрагмент I; на Фиг. 3 - сечение А-А; на Фиг. 4 - вид В: а - с поднятым в нерабочее положение отвалом; б - с опущенным в рабочее положение отвалом.

Устройство состоит из двухбрусной сварной рамы 1, оснащенной системами опорных колес 2 и навески 3. На брусьях рамы 1 в шахматном порядке размещены рабочие органы для безотвальной и отвальной обработки почвы, следующие друг за другом. Рабочие органы содержат стойки 4, выполненные в виде трубы круглого сечения диаметром 90-95 мм. Стойки 4 оснащены пластинчатыми наставками 5 с отверстиями для закрепления и переустановки на парных пластинчатых кронштейнах 6, приваренных спереди к брусьям рамы 1, а также для закрепления и переустановки на необходимую технологическую высоту полукруглых плоскорежущих лап 7, имеющих заточки. Наставки 5 приварены сзади к стойкам 4 по всей длине. Лапы 7 оснащены спереди вырезами и приваренными П-образными кронштейнами 8, обеспечивающими их фиксацию под углом 10-13°. Лапы 7 имеют ворошители 9 в виде полосок металла, вырезанных частично в торце задней части лапы и отогнутых на угол 40-50°. В нижней части стоек 4 смонтированы под углом 35-38° к поверхности почвы цилиндрические долота 10 с плоской подошвой, расположенной под углом 10-13° к поверхности почвы. Диаметр стоек 4 и долот 10 составляет 90-95 мм. Сзади вслед за парными кронштейнами 6 к брусьям прикреплены вертикальные в виде трубы прямоугольной формы с отверстиями для стопорных пальцев направляющие 11. На направляющие 11 надеты ползуны 12, содержащие державки 13, цилиндрические корпуса 14 с площадками 15. На площадках 15 установлены червячные редукторы 16 со смонтированными в двух подшипниковых опорах 17 удлиненными валами 18, размещенными в цилиндрических корпусах 14. Отвальные корпуса 19 выполнены вогнутой цилиндрической формы, оснащены заточкой и жестко смонтированы на концах удлиненных валов 18 перпендикулярно и строго посредине. Для дренирования средство оснащено съемными дренерами (не показаны). Для обеспечения ремонтопригодности отвалы 19 смонтированы с помощью прикрученных к ним кронштейнов 20, оснащенных втулками с отверстиями для стопорных пальцев 21, т.е. с возможностью съема для ремонта и замены. Долота 10 также для этой цели смонтированы с помощью переходных вваренных кронштейнов и стопорных пальцев 22.

Работа полифункционального средства для обработки почвы заключается в следующем. Средство можно настраивать на выполнение различных операций, например.

1. Для зерновых культур при отвальной обработке на навешенной на тракторе (не показан) раме 1 с помощью навески 2 необходимо установить стойки 4 с долотами 10 при помощи наставок 5 в пластинчатых парных кронштейнах 6 на 25 см ниже опорных колес 3. Затем с помощью кронштейнов 8 и вырезов в лапах 7 закрепить их в самом нижнем положении на навеске 5. Зафиксировать на направляющих 11 ползуны 12 с помощью стопорных пальцев в нижнем положении. При этом в нижнем положении окажутся, совместно с державками 13, корпусами 14, площадками 15, червячными редукторами 16, подшипниковыми опорами 17, валами 18, отвальные корпуса 19. Далее, необходимо повернуть вручную гаечным ключом с помощью червяков редукторов 16 корпуса отвалов 19 на угол 45° к направлению движения и настроить системы реверса двигателей для изменения угла на 90°. После настройки, в поле, механизатор опускает раму 1 с рабочими органами в рабочее положение. При движении долота 10 с плоской подошвой за счет цилиндрической поверхности обеспечивают более легкое внедрение в почву и ее вспарывание, благодаря чему снижается удельное сопротивление почвы. Плоскорежущие лапы 7 во вспоротой почве, подрезая, отрывают пласты, рыхлят их с помощью ворошителей 9. Пласты, попадая на отвалы, за счет цилиндрической формы дополнительно (более качественно) рыхлятся и оборачиваются. В конце загона перед разворотом раму 1 поднимают в транспортное положение, включают реверс и проворачивают отвальные корпуса на угол -45°. Затем навешенную с помощью навески 2 на трактор раму 1 опускают в рабочее положение и производят обработку почвы в обратную сторону, обеспечивая гладкую пахоту, и т.д. Заточки отвалов 19 и плоскорежущих лап 7 обеспечивают подрезание корней сорняков. Полукруглая форма лапы 7 обеспечивает повышение эксплуатационной надежности, а крылья лап 7 со свободной от отвалов 19 стороны играют роль антиреактивных элементов, также снижая энергозатраты. При отвальной обработке для пропашных культур возможны также следующие настройки, когда глубина стоек 4 с долотами 10 устанавливается на 30, или на 35, или на 40 см ниже опорных колес 3, но при этом плоскорежущие лапы 7 поднимаются на наставках 5 вверх под глубину установки отвалов 19, которая остается без изменения.

2. Для безотвальной обработки почвы необходимо вручную поднять и зафиксировать на направляющих 11 ползуны 12 с помощью стопорных пальцев в верхнем положении. При этом в верхнем положении окажутся, совместно с державками 13, корпусами 14, площадками 15, червячными редукторами 16, подшипниковыми опорами 17, валами 18, отвальные корпуса 19.

Тогда для глубокого чизелевания (щелевания) устанавливают стойки 4 с долотами 10 при помощи наставок 5 в пластинчатых парных кронштейнах 6 на 60-65 см ниже опорных колес 3.

При дренировании для отвода или накопления влаги на наставках 5 закрепляют съемные дренеры (не показаны).

При поверхностной (мелкой) обработке на наставках 5 закрепляются плоскорежущие лапы 7.

Применение полифункционального средства для выполнения различных технологий основной обработки почвы, таких как безотвальное рыхление, щелевание, дренирование и совмещение его с гладкой вспашкой обеспечивает соответственно расширение его функциональных возможностей. Форма отвала, долота и лапы обеспечивает повышение качества обработки почвы и снижение затрат энергии, а крепление долот, отвалов, лап обеспечит легкость разборки, что повысит ремонтную способность.