Результат интеллектуальной деятельности: Почвообрабатывающий фронтальный комбинированный прокалывающе-прикатывающий агрегат

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к вспомогательным конструкциям или устройствам, уменьшающим техногенное влияние ходовых систем колёсных тракторов на обрабатываемые почвы и устанавливается в целях улучшения водопроницаемости, снижения эффекта переуплотнения почв и формирования плужной подошвы, рыхления почвенных комков, выравнивания и прикатывания поверхности поля, сохранения и улучшения плодородия, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен дискаторный разуплотнитель следа полурамного трактора (Патент РФ № 171123 А01В 37/00), содержащий косыночные упоры, силовой шарнир, продольные реактивные штанги, торсионную ось, разуплотняющие рабочие органы, прижимные силовые гидроцилиндры.

Недостатками данного устройства являются: высокое удельное сопротивление дискаторных рабочих органов, необходимость применения значительного прижимного усилия, высокая материалоёмкость и энергоёмкость устройства, невозможность применения в качестве прикатывающего агрегата для рыхления почвенных комков, выравнивания и прикатывания поверхности поля.

Известна конструкция устройства- фронтального прокалывателя-щелереза, содержащая пространственную раму, состоящую из соединенных между собой профильных трубчатых тяг, косыночные упоры с силовыми шарнирами, лучеобразные разуплотняющие прокалывающие рабочие органы, нагружающий гидроцилиндр, кронштейны (Патент РФ № 2769449, А01В 37/00, взято за прототип).

Недостатками устройства являются: невозможность проведения прокалывания-щелевания почвенного пласта с одновременным рыхлением создающихся почвенных комков, выравниванием и уплотнением верхних слоев почвы, а так же невозможность проведения качественной подготовки полей к посеву при единичном прохождении почвообрабатывающего агрегата.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение водопроницаемости почвенного слоя за счёт прокалывания-щелевания почвенного пласта с одновременным рыхлением создающихся на поверхности почвенных комков, выравниванием и уплотнением верхних слоев почвы, качественная подготовки полей к посеву при единичном прохождении почвообрабатывающего агрегата, уменьшение техногенного влияния ходовых систем колёсных тракторов на обрабатываемые почвы в целях сохранения и улучшения плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности использования трактора при применении достаточно несложного устройства, простого в изготовлении, обладающего высокой надёжностью, долговечностью, удобством в обслуживании и эксплуатации.

Техническим решением задачи является создание монтируемого в косыночных упорах на раме и корпусе передней полурамы колёсного полурамного трактора вспомогательного устройства- почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата, способного улучшить водопроницаемость почвенного слоя за счёт прокалывания-щелевания почвенного пласта с одновременным рыхлением создающихся почвенных комков, выравниванием и уплотнением верхних слоев почвы, провести качественную подготовку полей к посеву при единичном прохождении почвообрабатывающего агрегата, уменьшить техногенное влияние ходовых систем колёсных тракторов на обрабатываемые почвы в целях сохранения и улучшения плодородия, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, повысить производительность использования трактора.

Поставленная задача достигается тем, что почвообрабатывающий фронтальный комбинированный прокалывающе-прикатывающий агрегат выполнен в виде пространственной рамы, состоящей из соединённых между собой передней фронтальной поперечной трубчатой тяги, нагружающе-поддерживающей поперечной тяги, задней поперечной тяги и продольных трубчатых тяг, смонтированной на косыночных упорах с силовыми шарнирами на раме трактора, при этом разуплотняющие рабочие органы установлены в подшипниковых узлах передней фронтальной поперечной трубчатой тяги и выполнены лучеобразными для прокалывания и щелевания почвенного слоя, причём проушина рабочего штока нагружающего гидроцилиндра закреплена в срединной части нагружающе-поддерживающей поперечной тяги рамы, а опорный кронштейн гидроцилиндра присоединён к фронтальной части переднего силового бампера трактора. В конструкции присутствует прикатывающий каток, который своей центральной осью закреплен штифтовым стопором в установочном отверстии в нижней части амортизаторов, выполненных в виде металлической трубчатой оси, со сквозными установочными отверстиями, на которой установлена пружина сжатия, верхняя часть амортизатора проходит через сквозное отверстие в уголковых кронштейнах, приваренных методом электродуговой сварки к продольным трубчатым тягам, и закреплена штифтовым стопором в верхнем установочном отверстии амортизатора.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата, на фиг. 2 изображён фронтальный вид колёсного полурамного трактора с установленным почвообрабатывающим фронтальным комбинированным прокалывающе-прикатывающим агрегатом, на фиг. 3 изображён профильный вид колёсного полурамного трактора с установленным почвообрабатывающим фронтальным комбинированным прокалывающе-прикатывающим агрегатом, на фиг. 4 изображен прикатывающий каток с амортизаторами почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата.

Почвообрабатывающий фронтальный комбинированный прокалывающе-прикатывающий агрегат выполнен в виде пространственной рамы 1, состоящей из соединённых между собой передней фронтальной поперечной трубчатой тяги 2, нагружающе-поддерживающей поперечной тяги 3, задней поперечной тяги 4 и продольных трубчатых тяг 5 и 6, смонтированной на косыночных упорах 7 с силовыми шарнирами на раме 8 трактора 9, при этом разуплотняющие рабочие органы 10 установлены в подшипниковых узлах 11 передней фронтальной поперечной трубчатой тяги 2 и выполнены лучеобразными для прокалывания и щелевания почвенного слоя, причём проушина рабочего штока нагружающего гидроцилиндра 12 закреплена в срединной части нагружающе-поддерживающей поперечной тяги 3 рамы 1, а опорный кронштейн 13 гидроцилиндра 12 присоединён к фронтальной части переднего силового бампера трактора 9. В конструкции присутствует прикатывающий каток 14, который своей центральной осью 15 закреплен штифтовым стопором 16 в установочном отверстии в нижней части амортизаторов 17, выполненных в виде металлической трубчатой оси 18, со сквозными установочными отверстиями, на которой установлена пружина сжатия 19, верхняя часть амортизатора 17 проходит через сквозное отверстие 20 в уголковых кронштейнах 21, приваренных методом электродуговой сварки к продольным трубчатым тягам 5 и 6, и закреплена штифтовым стопором 22 в верхнем установочном отверстии амортизатора 17.

Устройство работает следующим образом:

При въезде на поле, оператор трактора 9 при помощи нагружающего гидроцилиндра 12 опускает пространственную раму 1 почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата на почвенную поверхность и производит заглубление разуплотняющих рабочих органов 10 на нужную глубину обработки гидроцилиндром 12, при этом происходит перераспределение части веса передней полурамы трактора через нагружающе-поддерживающую поперечную тягу 3 на разуплотняющие рабочие органы 10 и прикатывающий каток 14. Далее, при поступательном движении трактора 9, происходит вращение передней фронтальной поперечной трубчатой тяги 2 с закреплёнными разуплотняющими рабочими органами 10 в подшипниковых узлах 11, пассивное заглубление разуплотняющих рабочих органов 10 на глубину, соответствующую длине луча рабочего органа 10, проводится работа рабочим органом 10 по прорезанию и проворачиванию в почвенном слое с формированием в движении щели и гряды, при этом движущимся после разуплотняющих рабочих органов 10 прикатывающим катком 14 одновременно производится выравнивание сформированной прохождением разуплотняющих рабочих органов 10 гряды, рыхление создающихся почвенных комков и уплотнение верхних слоев почвы, таким образом достигается качественная подготовка полей к посеву при единичном прохождении почвообрабатывающего агрегата, уменьшается техногенное влияние ходовых систем колёсных тракторов на обрабатываемые почвы, формируется оптимальный влаговоздушный режим, позволяющий сохранить и улучшить плодородие почвенного слоя, и добиться увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, что повысит производительность при использовании трактора.

Конструктивные особенности лучеобразных разуплотняющих рабочих органов 10 при перекатывании и заглублении в вертикальном геометрическом плане почвенного разреза формируют пунктирную воронкообразную линию разреза почвенного пласта в плодородном слое с образованием на поверхности щели и гряды, что позволит отводить излишнюю влагу из прилегающих к разрезу слоёв и увеличить её запасы в подпочвенном слое, таким образом оптимизируя влаговоздушный режим, улучшая условия жизнедеятельности растений и повышая их урожайность.

При этом, в ходе работы агрегата амортизаторами 17 производится копирование поверхности почвы, что позволяет при необходимости за счёт использования гидроцилиндра 12 как увеличить/уменьшить глубину обработки, также и повысить силовую нагрузку прикатывающий каток 14.

При осуществлении щелевания на невыравненных почвах с высоким количеством камней или наезде на камень пространственная рама 1 за счет прикатывающего катка 14 и амортизаторов 17 приподнимается, что вызывает реакцию силового противодействия передней полурамы трактора 9, способствующую стабилизации вертикальных колебаний рамы 1, подпруживанию и выравниванию конструкции почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата без его выглубления, при этом не снижается агротехническая скорость и производительность агрегата.

При отсутствии необходимости в применении почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата оператором трактора 9 опускание пространственной рамы 1 фронтального прокалывателя-щелереза на почвенную поверхность и заглубление лучеобразных прокалывающих рабочих органов 10 не производится.

Таким образом с минимальными затратами мощности трактора производится операция щелевания и прикатывания, что при применении почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата в составе комбинированного агрегата с посевным комплексом, позволяет решить задачу, как отвода излишков влаги, так и создания наиболее благоприятных условий для развития посевного материала, следовательно, уменьшения сроков технической спелости культур и повышения их валового сбора.

Использование данного изобретения - почвообрабатывающего фронтального комбинированного прокалывающе-прикатывающего агрегата, при его достаточно несложном устройстве, простоте в изготовлении, обладающего высокой надёжностью, долговечностью, удобством в обслуживании и эксплуатации, имеющего возможность проведения прокалывания-щелевания и одновременного прикатывания, позволит улучшить водопроницаемость почвенного слоя за счёт прокалывания-щелевания почвенного пласта с одновременным рыхлением создающихся почвенных комков, выравниванием и уплотнением верхних слоев почвы, способствует проведению качественной подготовки полей к посеву при единичном прохождении почвообрабатывающего агрегата, уменьшит техногенное влияние ходовых систем колёсных тракторов на обрабатываемые почвы в целях сохранения и улучшения плодородия, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, повысит производительность использования трактора, что приведёт к экономии энергозатрат и увеличит экономический эффект от его применения в сельском хозяйстве.