RU2685402C2 - Устройство для обработки и удобрения почвы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Устройство для обработки и удобрения почвы содержит раму прямоугольного сечения с опорными колесами на рычагах, емкости для удобрения. К раме снизу присоединены секции для обработки почвы. На каждой секции установлены: вертикальный режущий диск, пара очищающих дисков, щелерез с присоединенной к нему сзади трубкой для внесения удобрения, направляющее приспособление с криволинейным каналом и отверстием на задней поверхности для выхода удобрения, пара засыпающих дисков, каток с отражателем грунта. Режущий и очищающие диски выполнены на расположенном перед рамой ориентированном вперед рычаге. Направляющее приспособление присоединено к трубке для внесения удобрения снизу и снабжено криволинейным каналом, сообщенным с отверстием для выхода удобрения на задней стенке направляющего приспособления. Засыпающий диск установлен на рычаге, выполненном из двух частей, нижняя часть которого выполнена с наклоном вперед. Рычаг засыпающего диска снабжен регулятором угла атаки с резьбовым соединением, ось которого проходит сквозь нижнюю кромку засыпающего диска на расстоянии 50-100 мм позади точки касания засыпающего диска почвы. Шарниры элементов секции выполнены в виде сайлентблоков. Рычаг опорного колеса выполнен в виде торсиона и снабжен датчиком деформации, с которым соединена система контроля заданной глубины обработки почвы, управляющая гидроцилиндром навески трактора. Обеспечивается повышение качества обработки почвы и внесения удобрений по полосам, уменьшение металлоемкости, повышение надежности кинематических элементов. 4 ил.

Description

Изобретение предназначено для нарезки в почве щелей и внесения в них минерального удобрения. Обработка почвы по полосам позволяет улучшить плодородие почвы, создать условия развития приоритетных геобионтов, обеспечить предпосылки эволюции здоровой почвы.

Известны машины для обработки почв полосами (strip-till), выполняющие резание растительных остатков вдоль обрабатываемой полосы почвы, удаление растительных остатков с обрабатываемой полосы почвы, нарезание на очищенной полосе почвы щели, внесение удобрения в щель, засыпание щели, прикатывание обработанной полосы почвы: US 2003178209, 2003; A1 US 6681868 B2, 2004; US 8006775 В2, 2011; US 2012012349 А1, 2012; US 2013192855 A1, 2013; US 2015129256 A1, 2015; Gladiator-1200, https://www.youtube.com/watch?v=Jw6nc0_CdU4, 2016; http://www.cpdewitt.com/cmsAdmin/uploads/gladiator-1200-03202014-w.pdf.

Существующие устройства имеют недостатки:

- режущий диск (колтер) установлен на подпружиненной вилке, обращенной против направления движения машины, что не обеспечивает дополнительного перерезывающего усилия при повышении сопротивления резанию в случае большого количества растительных остатков (US 6681868 В2; US 8006775 В2; Gladiator-1200); режущий диск (колтер) снабжен опорным колесом, установлен на вилке ориентированной вперед, но угол установки вилки таков, что при наезде на препятствие вилка отклоняется назад, устройство приподнимается, имеет место избыточная нагрузка на конструкцию, это обусловливает опасность разрушения узла, если длина пружины выбрана до упора в результате избыточной динамической нагрузок (US 2013192855 A1; https://www.youtube.com/watch?v=Jw6nc0_CdU4);

- очищающие диски в рабочем положении зафиксированы без возможности перемещения относительно рамы, поэтому в понижениях нанорельефа очищающих диск зависает над почвой и не выполняет заданную функцию очистки от растительных остатков обрабатываемой полосы, также возможна избыточная механическая нагрузка и повреждение диска и соединенных с ним элементов конструкции на выпуклом элементе нанорельефа или препятствии (US 2013192855 А1;

https://www.youtube.com/watch?v=Jw6nc0_CdU4); очищающие диски устанавливают на рычаге с шарниром, рычаг снабжают ограничителями перемещения, что обусловливает импульсную динамическую нагрузку, если ограничивающий зазор выбран в процессе работы (Gladiator-1200); очищающие диски выполняют прижимающей очищающий диск к почве пружиной, что усложняет конструкцию и обусловливает опасность разрушения узла, если длина пружины полностью выбрана при деформации в результате избыточных динамических нагрузок (US 8627898 В2);

- все машины имеют индивидуальную регулировку глубины обработки щелерезом в каждой секции strip-till, что затрудняет обслуживание;

- засыпающие диски в рабочем положении жестко фиксируют относительно рамы, поэтому возможно повреждение диска и (или) механизма на препятствии (US 2013192855 A1); засыпающие диски в рабочем положении не фиксируют относительно рамы, поэтому они излишне свободно перемещаются по вертикали относительно шарнира рычага засыпающего диска, что обусловливает пропуск контакта с почвой и снижение качества обработки, а если избыточное неконтролируемое перемещение вверх засыпающего диска ограничивают упором на раме, то это опасно ввиду возможного повреждение диска и (или) механизма на препятствии (Gladiator-1200); снабжают рычаг засыпающего диска прижимающей пружиной, что усложняет конструкцию и обусловливает опасность разрушения узла, если длина пружины выбрана в результате избыточных динамических нагрузок (US 6216616 В1); угол атаки засыпающего диска регулируют приспособлением «без гаечного ключа», однако использование приспособления обусловливает применение дополнительных шарниров в конструкции, и связанных с этим дополнительный люфт в соединениях и регулировочной системе, что ведет к повышению износа деталей конструкции (Gladiator-1200);

- у всех машин рычаг катка выполнен по направлению движения за засыпающими дисками под углом 40-45° к горизонту, поэтому кроме уплотнения каток создает усилие сопротивления движению, а также перемещает и сгруживает почву в направлении движения. Каток у всех машин свободно перемещается на рычаге относительно шарнира на раме, излишнее перемещение катка с большой постоянной времени обусловливает динамические нагрузки на машину, снижение качества обработки. Каток оборудован разрушающими комья почвы и профилирующими обработанную полосу укрепленными вдоль оси катка цепями, цепи обусловливают избыточную динамическую нагрузку на почву (Gladiator-1200); для повышения качества обработки рычаг катка снабжают прижимающей пружиной, но это усложняет конструкцию (US 8006775 В2; US 6216616 В1); для дополнительного крошения почвы, ее контролируемого распределения по обрабатываемой полосе и уменьшения дефляции каток снабжают плоским отражателем, направляющим почву, поднятую катком, на обработанную полосу, что снижает поступление частиц почвы в эоловый процесс переноса, но конструктивное решение не вполне решает эту задачу в силу того, что от плоского отражателя почва разлетается не только назад, но и в стороны (Gladiator-1200);

- все машины снабжены режущим диском и катком, которые имеют вилку и ось с подшипниками на ее концах, что усложняет конструкцию;

- все машины снабжены шарнирными соединениями элементов конструкции, которые выходят из строя при динамических перегрузках, свойственных процессу обработки почвы;

- все машины имеют секции для обработки почвы, передней частью прикрепляемые П-образным хомутом к задней плоскости общей рамы, которая установлена горизонтально, в результате конструкция имеет малую жесткость, склонна к неконтролируемым взаимным перемещениям элементов, не обеспечивает соблюдение заданной глубины обработки, имеет место недостаточное качество разделки и уплотнения почвы.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является создание условий, при которых обеспечивается повышение качества обработки почвы и внесения удобрения по полосам, уменьшение металлоемкости, повышение надежности кинематических элементов устройства.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании изобретения, является создание возможности производить при движении устройства резание растительных остатков, очитку от растительных остатков обрабатываемой полосы почвы, поделку в почве щелей вдоль обрабатываемой полосы, внесение в щель минерального удобрения, засыпание щели почвой, прикатывание обработанной полосы с высоким качеством, надежностью и меньшими затратами энергии.

Решение поставленной технической задачи обеспечивает предлагаемое устройство для обработки и удобрения почвы. Устройство содержит полую прямоугольную раму, два опорных колеса каждое на отдельном рычаге, верхнее и нижнее приспособление для навески устройства на трактор, установленные на раме секции для обработки и удобрения почвы, емкости для удобрений, аппарат для дозированной подачи удобрений с механическим приводом - редуктором с изменяемым передаточным числом от опорного колеса; маркер. На каждой секции последовательно по направлению движения устройства установлены следующие элементы.

Вертикальный режущий диск, снабженный опорным колесом на одной с ним оси и пружиной.

Пара очищающих дисков симметрично расположенных относительно режущего диска выполненных сходящимися под углом к направлению движения с развалом по вертикали, вдоль направления движения очищающие диски смещены друг относительно друга на 50-100 мм.

Щелерез.

Трубка для внесения удобрения, присоединенная кронштейнами к щелерезу сзади по направлению движения, верхний кронштейн снабжен устройством фиксации трубки от перемещения.

Пара засыпающих дисков, симметрично расположенных относительно щели, выполненных расходящимися под углом к направлению движения, и с развалом по вертикали так, что в позиции соприкосновения засыпающих дисков с почвой расстояние между ними составляет 150-200 мм, вдоль направления движения засыпающие диски смещены друг относительно друга на 200-300 мм.

Уплотняющий профилирующий каток, который снабжен ребрами и цепями.

Особенности устройства следующие.

Рама устройства установлена сверху ребром в треугольный вырез, выполненный в каждой полураме секции. На противоположное ребро рамы установлен хомут с треугольным углублением, который соединен к полу рамами секции.

Приспособление для навески устройства на трактор состоит из двух нижних и верхнего присоединения, каждое из которых выполнено из двух продольных частей, каждая из которых треугольным углублением присоединена к ребру рамы. На противоположное ребро рамы установлен хомут с треугольным углублением. Нижние присоединения выполнены симметрично относительно направления движения сходящимися под углом 15-20° от рамы к месту присоединения к навеске трактора.

Режущий диск установлен по направлению движения впереди рамы на переднем по направлению движения конце рычага режущего диска на подшипнике, второй конец рычага присоединен к наружной обойме сайлентблока рычага режущего диска. Сайлентблок рычага режущего диска имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения, его внутренняя обойма присоединена к полураме секции. К рычагу режущего диска со стороны опорного колеса присоединен кронштейн крепления внутренней обоймы сайлентблока очищающего диска.

Очищающий диск установлен на подшипнике на заднем по направлению движения конце рычага очищающего диска, на переднем конце рычага выполнена наружная обойма сайлентблока, которая имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения. Внутренняя обойма сайлентблока рычага одного очищающего диска присоединена к рычагу режущего диска, внутренняя обойма сайлентблока второго очищающего диска присоединена к кронштейну крепления внутренней обоймы сайлентблока очищающего диска.

Трубка для внесения удобрения выполнена с нижним концом, скошенным по углом 45° к оси трубки, длинная сторона нижнего конца трубки ориентирована вперед по направлению движения,

нижний кронштейн крепления трубки выполнен с обращенным назад по направлению движения окном.

Направляющее приспособление для обеспечения выхода удобрения в щель установлено в нижнем кронштейне крепления к щелерезу трубки, присоединено к скошенному краю трубки для внесения удобрения выполненным в верхней части направляющего приспособления входным отверстием. С входным отверстием сообщен выполненный в направляющем приспособлении криволинейный канал округлого сечения, который сообщен с округлым отверстием на задней по направлению движения стенке направляющего приспособления для выхода удобрения.

Рычаг засыпающего диска выполнен из двух частей. К нижнему концу задней части рычага присоединен подшипник, на котором установлен засыпающий диск, задняя часть рычага выполнена относительно вертикали с наклоном 30-40° вперед по направлению движения, на верхнем конце задней части рычага выполнена площадка присоединения к передней части рычага. На заднем конце передней части рычага выполнена площадка присоединения к задней части рычага. Плоскости соединения частей рычага по центру снабжены резьбовым соединением, выполненным перпендикулярно плоскости соединения. При этом передняя часть рычага имеет отверстие под болт, который установлен сверху, задняя часть рычага снабжена резьбой под болт, при этом ось резьбового соединения проходит сквозь нижнюю кромку засыпающего диска на расстоянии 50-100 мм позади точки касания засыпающего диска почвы. К переднему концу передней части рычага присоединена наружная обойма сайлентблока, внутренняя обойма сайлентблока присоединена к раме секции осью, которая выполнена перпендикулярно направлению движения, наклонена вниз на 5-6° в направлении от рамы секции.

Уплотняющий профилирующий каток снабжен боковыми кольцами, которые соединены вогнутыми профилирующими ребрами. Расстояние наружной поверхности ребра до оси катка наименьшее в средней части катка. Между каждой парой ребер катка к наружной кромке каждого бокового кольца присоединен отрезок цепи. Одно боковое кольцо катка снабжено подшипником. К подшипнику присоединен задний конец рычага катка. Рычаг катка изогнут так, что его средняя часть расположена на расстоянии 10-15 мм от плоскости боковой поверхности щелереза. Передняя часть рычага катка присоединена к наружной обойме сайлентблока, внутренняя обойма сайлентблока присоединена к раме секции осью, которая выполнена перпендикулярно раме секции, к задней части рычага присоединен выпуклый отражатель грунта, расположенный над катком.

Каждый сайлентблок выполнен из двух секций, установленных на одной оси в прямой и изогнутой под углом 180° концевой части соответствующего рычага.

Каждый сайлентблок выполнен с цилиндрическим однородным внутренним гибким элементом и цилиндрическим с углублениями с каждой стороны наружным гибким элементом, гибкие элементы сайлентблока соединены промежуточной обоймой.

Секция сайлентблока рычага очищающего диска, обращенная к режущему диску, выполнена с резьбой во внутренней обойме.

Рычаг опорного колеса выполнен в виде торсиона.

Рычаг опорного колеса снабжен датчиком деформации и соединенной с датчиком системой контроля заданной глубины обработки почвы, вырабатывающей электрический сигнал управления гидроцилиндром трактора.

Изобретение поясняется прилагаемыми схемами, где на фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 секция устройства, вид сбоку, вид сверху; на фиг. 3 трубка для внесения удобрения на щелерезе; на фиг. 4 сайлентблок в разрезе.

Устройство для обработки и удобрения почвы содержит полую прямоугольную раму 1. К раме присоединены два опорных колеса 2, каждое на отдельном рычаге 3. На раме установлены верхнее 4 и нижние 5 приспособления для навески устройства на трактор. Приспособление для навески устройства на трактор выполнено из двух продольных частей, каждая из которых треугольным углублением присоединена к ребру рамы 1. На противоположное ребро рамы 1 установлен хомут 6 с треугольным углублением, который соединен с полу рамами 13. Нижние 5 приспособления для навески устройства на трактор выполнены симметрично относительно направления движения сходящимися под углом 15-20° от рамы 1 к месту присоединения устройства к навеске трактора.

Емкости для удобрений 7; аппарат для дозированной подачи удобрений 8 с механическим приводом - редуктором с изменяемым передаточным числом 9 от опорного колеса 2; маркер 10 выбраны стандартными, особенностей не имеют.

Секции 11 для обработки и удобрения почвы прикреплены к раме 1. Рама 1 устройства установлена сверху секции 11 продольным ребром в треугольный вырез, выполненный в каждой полураме 13 секции. На противоположное ребро рамы 1 установлен хомут 12 с треугольным углублением, который соединен к полурамами 13 секции.

На каждой секции 11 последовательно по направлению движения устройства установлены следующие элементы.

Вертикальный режущий диск 14, снабжен опорным колесом 15 на одной с ним оси, соединен с пружиной 16 кронштейном 17, второй конец пружины укреплен на кронштейне 18, выполненном на полураме 13. Режущий диск 14 установлен по направлению движения впереди рамы 1 на переднем по направлению движения конце рычага 19 режущего диска 14 на подшипнике 20, второй конец рычага 19 присоединен к наружной обойме сайлентблока 21 рычага 19 режущего диска 14, который имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения. Внутренняя обойма сайлентблока рычага 19 режущего диска 14 присоединена к полураме секции 13. К рычагу 19 режущего диска 14 со стороны опорного колеса 15 присоединен кронштейн крепления внутренней обоймы сайлентблока 22 очищающего диска 23. В транспортном положении режущий диск 14 под действием силы тяжести и приложенного к рычагу 19 усилия нормально сжатой пружины 16, закрепленной на кронштейне рамы 18 через кронштейн 17, преодолевает упругость сайлентблока 21. Рычаг 19 отклоняется вниз до момента достижения пружиной 16 полностью сжатого состояния, в котором она выступает в роли ограничителя перемещения режущего диска 14 вниз.

Пара очищающих дисков 23 симметрично расположены относительно режущего диска 14 выполнены сходящимися под углом к направлению движениями с развалом по вертикали. Вдоль направления движения очищающие диски 23 смещены друг относительно друга на 50-100 мм. Очищающий диск 23 установлен на подшипнике 24 на заднем по направлению движения конце рычага 25 очищающего диска 23. На переднем конце рычага 25 выполнена наружная обойма сайлентблока 26, которая имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения. Внутренняя обойма сайлентблока 26 рычага одного очищающего диска присоединена к рычагу 19 режущего диска 14, внутренняя обойма сайлентблока 26 второго очищающего диска 23 присоединена к кронштейну крепления внутренней обоймы сайлентблока 22. В транспортном положении очищающий диск 23 на рычаге 24 отклоняется вниз, преодолевая усилие упругости сайлентблока 26, до того момента когда отгиб, который соединяет с рычагом 24 часть сайлентблока 26, обращенную к режущему диску 14, обопрется сверху на рычаг 19 (левый очищающий диск), или на кронштейн 22 (правый очищающий диск).

Щелерез 27 снабжен режущим наконечником 28. Щелерез 27 выбран стандартным, установлен на раме на болтах 29, механическая защита щелереза предусмотрена задним срезающимся болтом 29, щелерез 27 особенностей не имеет.

К щелерезу 27 сзади по направлению движения кронштейнами 31, 33, 34 присоединена трубка 30 для внесения удобрения. Трубка для внесения удобрения 30 выполнена с нижним концом, скошенным по углом 40-45° к оси трубки, длинная сторона нижнего конца трубки ориентирована вперед по направлению движения.

Верхний кронштейн 31 снабжен устройством фиксации от перемещения 32 трубки для внесения удобрения 30. Нижний кронштейн 34 снабжен с ориентированным назад по направлению движения окном для размещения в кронштейне направляющего приспособления 35.

В верхней части направляющего приспособления 35 выполнено входное отверстие 36 для размещения нижнего скошенного конца трубки 30 для внесения удобрения. С верхним отверстием 36 сообщен выполненный в направляющем приспособлении 35 криволинейный канал округлого сечения 37, сообщенный с округлым отверстием 38 для выхода удобрения на задней по направлению движения стенке направляющего приспособления 35. В отверстие 36 установлен нижний конец трубки 30 для внесения удобрения, который фиксирует направляющее приспособление 35 в кронштейне 34.

Пара симметрично расположенных относительно щели засыпающих дисков 39 выполнены расходящимися под углом к направлению движения, и с развалом по вертикали так, что в позиции их соприкосновения с почвой расстояние между ними составляет 150-200 мм, вдоль направления движения засыпающие диски смещены друг относительно друга на 200-300 мм.

Рычаг засыпающего диска выполнен из двух частей 40, 43, к нижнему концу задней части рычага 40 присоединен подшипник 41, на котором установлен засыпающий диск 39, задняя часть рычага 40 выполнена относительно вертикали с наклоном 30-40° вперед по направлению движения, на верхнем конце задней части рычага 40 выполнена площадка присоединения 42 к передней части рычага 43. На заднем конце передней части рычага 43 выполнена площадка присоединения 44 к задней части рычага. Плоскости площадок соединения 42, 44 частей рычага 40, 43 снабжены резьбовым соединением по центру плоскости соединения, выполненным перпендикулярно плоскости соединения. Передняя часть рычага 43 имеет отверстие в площадке соединения 44 под болт, который установлен сверху, задняя часть рычага 40 снабжена в площадке соединения 42 резьбой под болт. При этом ось резьбового соединения проходит сквозь нижнюю кромку засыпающего диска 39 на расстоянии 50-100 мм позади точки касания засыпающего диска почвы. К переднему концу передней части рычага 43 присоединена наружная обойма сайлентблока 45, внутренняя обойма сайлентблока 45 присоединена к раме секции осью 46, которая выполнена перпендикулярно направлению движения с наклоном вниз на 5-6° в направлении от полурамы секции 13. При минимальном угле установки атаки засыпающего диска 39 угол его наклона наружу от вертикальной плоскости секции 11 выполнен около 10°. За счет наклона оси соединения рычагов 40, 43 засыпающего диска 39 вперед при увеличении угла его установки (угла атаки) угол его наклона уменьшается, при максимальном допустимом конструкцией угле установки засыпающего диска 39 (левого 15°, правого диска 23°) угол наклона засыпающего диска 39 к вертикальной плоскости секции 11 составляет около 0°. Для контроля угла атаки диска на поверхность каждой площадки присоединения 42, 44 нанесены деления. В транспортном положении засыпающий диск 39 на рычаге 40, 43 под действием силы тяжести преодолевает упругость сайлентблока 45, при этом передняя часть рычага 43 опирается на выступ 64 (или кронштейн 18).

Уплотняющий профилирующий каток 47 снабжен боковыми кольцами 48, которые соединены вогнутыми профилирующими ребрами 49. Расстояние наружной поверхности ребра 49 до оси катка наименьшее в средней части катка. Между каждой парой ребер катка 49 к наружной кромке каждого бокового кольца 48 присоединен отрезок цепи 50. Одно боковое кольцо катка 48 снабжено подшипником 51. К подшипнику 51 присоединен задний конец рычаг а катка 52. Рычаг катка 52 изогнут так, что его средняя часть расположена параллельно плоскости боковой поверхности щелереза 27 на расстоянии 10-15 мм. Передняя часть рычага катка 52 присоединена к наружной обойме сайлентблока 53, внутренняя обойма сайлентблока присоединена к раме секции осью 54, которая выполнена перпендикулярно раме секции. К задней части рычага 52 присоединен выпуклый отражатель грунта 55, расположенный над катком 47. В транспортном положении каток под действием силы тяжести преодолевает упругость сайлентблока 53, рычаг 52 уступом, выполненным у наружной обоймы сайлентблока 53, опирается на заднюю поверхность полурамы 13.

Каждый сайлентблок, в частности, сайлентблок катка, выполнен из двух секций, установленных на одной оси 54 в прямой 53 и изогнутой под углом 180° концевой части 56 рычага 52.

Каждый сайлентблок, в частности, сайлентблок катка, выполнен с цилиндрическим однородным внутренним гибким элементом 57 и наружным гибким элементом 58 с цилиндрическим углублениями 59 концентрически расположенными вдоль боковой поверхности наружного гибкого элемента 58 с каждой его стороны. Гибкие элементы сайлентблока 57 и 58 соединены промежуточной обоймой 60.

Элемент сайлентблока 26 рычага 25 очищающего диска 23, обращенный к режущему диску 14, выполнен с резьбовым соединением 61 во внутренней обойме.

Рычаг 3 опорного колеса 2 выполнен в виде торсиона, снабжен датчиком деформации 62, и соединенной с датчиком системой контроля заданной глубины обработки почвы 63, которая вырабатывает электрический сигнал управления гидроцилиндром трактора.

Предлагаемое устройство для обработки и удобрения почвы работает следующим образом.

Устройство навешивается на трактор в стандартной процедуре. После этого выбирают ровный подлежащий обработке участок, и направляют по нему агрегат вперед. Щелезы 27 заглубляют в почву на 75-80% заданной глубины обработки. Трактор останавливают. Для регулирования угла атаки засыпающего диска 39 отпускают болт, поворачивая заднюю часть рычага 40 вокруг оси площадок соединения 42, 44, устанавливают угол атаки засыпающего диска, затягивают болт. Отпускают, и затем затягивают все оси сайлентблоков устройства, сайлентблоки автоматически устанавливаются в положение нулевой упругости. Агрегат направляют вперед, и контролируют качество обработки. При необходимости меняют регулировку угла атаки засыпающих дисков 39. При необходимости упругость сайлентблоков в рабочем положении увеличивают, регулируя их при малой глубине заглубления щелереза, вплоть до размещения его рабочего органа на поверхности почвы. Чем выше усилие в сайлентблоке в рабочем положении, тем меньше постоянная времени связанной с ним механической системы, больше усилие воздействия на почву, что позволяет уменьшить массу элементов устройства. Опасность избыточной деформации каждого сайлентлока в практическом диапазоне углов перемещения относительно устройства отсутствует ввиду того, что сайлентблок выполнен составным.

После настройки устройства выполняют обработку почвы. Последующие проходы контролируют по ГлоНАС или посредством маркеров, ориентируясь также на обработанную полосу предшествующего прохода агрегата.

Предусмотрено автоматическое регулирование глубины обработки гидросистемой по сигналу тензометрического датчика 62 на рычаге 3 опорного колеса 2. При меньшей глубине обработки опорное колесо 2 только касается почвы, его протектор практически не прогибается, почва под опорным колесом 2 практически не сминается, усилие прижатия опорного колеса 2 к почве составляет 500-700 Кн, оно достаточное для привода тукового аппарата и стабилизации горизонтального положения машины. Усилие на рычаге 3 опорного колеса 2 при этом небольшое. При большей глубине обработки почвы усилие прижатия опорного колеса 2 к почве составляет 1500-2000 Кн, его протектор в месте касания почвы прогибается, почва под опорным колесом 2 сминается, усилие на рычаге 3 опорного колеса 2 большое. В диапазоне соответствующего деформации рычага 3 электрического сигнала выбирают заданную глубину обработки почвы, которая затем в процессе выполнения операции контролируется автоматически системой контроля заданной глубины обработки почвы 63. Система 63 выполняет интегрирование данных тензодатчиков 62 от двух рычагов 3 опорных колес 2, и подает соответствующий сигнала на подъем или опускание навески трактора до момента достижения заданного уровня сигнала тензометрического датчика 62. Постоянную времени регулирования выбирают достаточно большой так, чтобы манипулирование гидроцилиндром не было избыточным. Но, одновременно, так, чтобы скорость реакции системы была в состоянии обеспечивать соблюдение заданной глубины обработки ±2 см. Для уменьшения количества манипуляций задают порог очередного сигнала на срабатывание гидроцилиндра - только после изменения текущей глубины обработки не менее чем на ±1,5 см.

В процессе обработки возможен наезд устройства на препятствие. Если препятствием является эксцесс растительных остатков, режущий диск 14 испытывает избыточное сопротивление. Ввиду того что рычаг 19 режущего диска 14 наклонен вперед, механическая реакция рычага 19 прикладывает к режущему диску 14, его нажим на растительные остатки возрастает, растительные остатки успешно перерезаются. Если препятствие для прохода режущего диска 14 избыточное, он приподнимается, и проходит над препятствием. Эта возможность определяется выбранным углом наклона рычага 19 режущего диска 14, а также тем, что диапазон подъема режущего диска 14 в процессе работы практически не ограничен конструкцией.

В процессе обработки очищающий диск 23 прижат через подшипник 24 и рычаг 25 сайлентблоком 26 к почве, это ускоряет возврат очищающего диска 23 в рабочее положение после прохода препятствия и обеспечивает надежный контакт рабочей кромки диска с обрабатываемой поверхностью, что улучшает очистку поверхности почвы от растительных остатков. Диапазон подъема очищающего диска 23 в процессе работы практически не ограничен конструкцией - проход препятствия без повреждения обеспечен тем, что очищающий диск 23 имеет возможность перемещения вверх относительно оси сайлентблока 26, также очищающий диск 23 механически связан с режущим диском 14, который первым реагирует на препятствие, при этом поднимает за собой очищающий диск 23.

Щелерез 27 с режущим наконечником 28 выполняет щель на полную глубину в рекомендованном диапазоне 28-36 см по подготовленной режущим диском 14 щели глубиной 8-12 см. Щелерез 27 снабжен защитой от механической перегрузки в виде заднего срезающегося болта 29.

Из емкости для удобрений 7 через аппарат для дозированной подачи удобрений 8 с механическим приводом - редуктором с изменяемым передаточным числом 9 от опорного колеса 2 по трубке для внесения удобрения 30, присоединенной к щелерезу 27 сзади по направлению движения кронштейнами 31, 33, 34 удобрение поступает в направляющее приспособление 35. Направляющее приспособление 35 плавно изменяет направление движения потока удобрения в криволинейном канале округлого сечения 37, ориентируя поток удобрения к округлому отверстию 38 для выхода удобрения на задней по направлению движения стенке направляющего приспособления 35. Это позволяет исключить забивание отверстия 38 почвой и обеспечивает равномерное надежное внесение удобрения.

Засыпающие диски 39 закрывают щель извлеченной из нее почвой и частично растительными остатками, образуя продольный вал почвы. При проходе засыпающего диска 39 через препятствие он приподнимается за счет углового перемещения сайлентблока 45. Усилие прижатия засыпающего диска 39 от сайлентблока 45 сокращает постоянную времени возврата засыпающего диска 39 в рабочее положение после прохода препятствия, что обеспечивает надежный контакт рабочей кромки диска с обрабатываемой поверхностью, позволяет эффективно разрушать груды почвы, обеспечивать равномерную обработку почвы. Диапазон подъема засыпающего диска 39 в процессе работы практически не ограничен конструкцией.

Уплотняющий профилирующий каток 47 боковыми кольцами 48 уплотняет край обработанной полосы почвы. Вогнутые профилирующие ребра 49 разрушают глыбы почвы и профилируют обрабатываемую полосу. Отрезки цепи 50 дополнительно разрушают самые крупные глыбы, но при этом не ухудшая качество формы обработанной полосы, которую контролируют вогнутые профилирующие ребра 49. В случае использования в конструкции катка 47 только цепей 50 обычно имеет место избыточное распыление и разбрасывание почвы цепью, неконтролируемое размещение почвы, ухудшение формы обработанной полосы (Gladiator 1200). Отражатель 55 ослабляет поступление частиц почвы в эоловый процесс, дополнительно измельчает почву и направляет ее точно на обработанную полосу, поскольку выполнен криволинейным. Рычаг 52 расположен между засыпающими дисками 39, дополнительно крошит почву. Рычаг катка 52 изогнут так, чтобы он не повреждался при срыве срезающегося защитного заднего болта 29 щелереза 27.

При проходе катка 47 через препятствие он приподнимается за счет углового перемещения сайлентблока 53. Усилие прижатия катка 47 от сайлентблока 53 сокращает постоянную времени возврата катка 47 в рабочее положение после прохода препятствия, позволяет эффективно разрушать груды почвы. Диапазон подъема катка 47 практически не ограничен конструкцией.

Использование в предлагаемом устройстве новых элементов обеспечивает ранее недоступные следующие возможности и преимущества.

Рама устройства прямоугольного сечения посредством хомута присоединена продольным ребром к треугольному углублению к средней части каждой секцией для обработки почвы. Это обеспечивает жесткость конструкции ввиду того что рамы секций исполняют роль ребер жесткости рамы. Повышение жесткости рамы позволяет облегчить конструкцию. Также это позволяет обеспечить лучшую работоспособность устройства в отсутствие неконтролируемых избыточных взаимных перемещений его элементов в процессе работы, свойственных известным техническим решениям, где рама низкой жесткости не имеет ребер жесткости, присоединение секций к раме выполнено не обеспечивающим жесткость конструкции П-образным хомутом.

Приспособление для навески устройства на трактор, состоящее из двух нижних и верхнего присоединения, каждое выполнено из двух продольных частей, каждая из которых треугольным углублением присоединена хомутом к продольному ребру рамы. Нижние присоединения выполнены симметрично относительно направления движения сходящимися под углом 15-20° от рамы к месту присоединения к навеске трактора. Это позволяет облегчить конструкцию, обеспечить ее жесткость, и при этом создать условия для беспрепятственного подъема элементов устройства при преодолении препятствий, что обеспечивает надежность устройства.

Рычаг 19 режущего диска 14, установленный на сайлентблоке 21, расположен с наклоном вперед по направлению движения под углом 15-20° к горизонту, не имеет конструктивных препятствий к подъему при наезде на препятствие. Это исключает динамические нагрузки на конструкцию при перемещении режущего диска 19 вверх при преодолении устройством препятствий. Качество работы диска обусловлено автоматическим увеличением прижимающего усилия при увеличенном количестве растительных остатков на пути следования за счет того, что рычаг 19 ориентирован вперед, что обеспечивает надежное резание растительных остатков, следовательно -высокое качество обработки почвы. Одновременно конструкция позволяет режущему диску преодолевать крупные препятствия, это повышает гибкость конструкции при повышенных импульсных механических нагрузках, увеличивает надежность и работоспособность.

Очищающий диск 23 на рычаге 25 установленном на сайлентблоке 26 не имеет конструктивных препятствий подъему при наезде на препятствие, это повышает гибкость конструкции при повышенных импульсных механических нагрузках, надежность и работоспособность, качество обработки почвы.

Трубка для внесения удобрения 30, выполненная с нижним концом, скошенным по углом 45° к оси трубки, причем длинная сторона нижнего конца трубки ориентирована вперед по направлению движения. Конструктивное решение позволяет обеспечить плавное сопряжение потока удобрения в трубке 30 и направляющем приспособлении 35, и его простую фиксацию в нижнем кронштейне 34. Это повышает качество и надежность работы тракта транспортирования удобрений.

Направляющее приспособление 35 для подачи удобрения из питающей трубки 30 в щель обеспечивает плавное изменение направления потока удобрения и ориентирование его назад по направлению движения. Это исключает забивание выходного отверстия удобрений, повышает надежность работы тракта транспортирования удобрений и обеспечивает высокое качество внесения удобрения.

Рычаг 40 засыпающего диска 39, наклонен вперед относительно вертикали на 30-40°, рычаг 43 засыпающего диска 39 установлен на сайлентблоке 45 и соединен с рычагом 40 резьбовым соединением, ось которого проходит сквозь нижнюю кромку засыпающего диска 39 на расстоянии 50-100 мм позади точки касания засыпающего диска почвы. Конструкция узла засыпающего диска 39 обеспечивает компактность, жесткость, отсутствие люфта и регулирование угла атаки засыпающего диска 39. Ось сайлентблока 46 установлена перпендикулярно раме секции и наклонена вниз на 5-6° в направлении от рамы секции. Конструктивное выполнение узла обеспечивает прижим засыпающего диска 39 к почве за счет упругости сайлентблока 46 и позволяет сформировать пространство для размещения сайлентблока катка 53, поскольку плоскость диска 39 отклонена от позиции сайлентблока 53 за счет того, что ось 46 выполнена наклонной.

Рычаг 52 катка 47 ориентирован назад по направлению движения под углом 15-20° к горизонту и расположен между засыпающими дисками. Это обеспечивает дополнительное крошение почвы, разрушение глыб почвы, которые поднимают засыпающие диски 39. Криволинейный отражатель 55, выполненный над катком 47, позволяет более надежно направить поток почвы, поднятый каком вверх при выполнении обработки, на обработанную полосу. Это позволяет уменьшить габарит, металлоемкость и инерционность, упростить конструкцию узла, улучшить прижим катка к почве, исключить сгруживание почвы перед катком, повысить надежность узла и качество уплотнения почвы.

Каждый сайлентблок выполнен из двух секций, установленных на одной оси 54 в прямой 53 и изогнутой под углом 180° концевой части 56 рычага 52. Каждый сайлентблок выполнен с цилиндрическим однородным внутренним гибким элементом 57 и наружным гибким элементом 58 с цилиндрическим углублениями 59 концентрически расположенными по боковой поверхности наружного гибкого элемента 58 с каждой стороны, гибкие элементы сайлентблока соединены промежуточной обоймой 60. Это позволяет повысить качество обработки за счет прижима к почве установленного на сайлентблоке рабочего элемента, уменьшить постоянную времени возврата рабочего элемента в рабочее положение после преодоления препятствий, повысить качество обработки, обеспечить большую надежность устройства за счет ослабления динамических нагрузок на элементы конструкции.

Элемент сайлентблока 26 рычага 25 очищающего диска 23, обращенный к режущему диску 14, выполнен с резьбовым соединением 61 во внутренней обойме. Это позволяет уменьшить габарит устройства, уменьшить забивание растительными остатками, что обеспечит повышение качества обработки.

Рычаг опорного колеса 3 выполнен в виде торсиона, снабжен датчиком деформации 62, и соединен с датчиком системой контроля заданной глубины обработки почвы 63, вырабатывающей электрический сигнал управления гидроцилиндром трактора. Это позволяет улучшить условия работы оператора, качество обработки и повысить надежность устройства.

Применение сайлентблоков обеспечивает автоматическое управление глубиной обработки, что позволяет отказаться от типичного для всех известных машин регулирования глубины обработки индивидуально на каждом щелерезе. Это позволяет повысить качество обработки, обеспечить надежность устройства.

Предлагаемые в устройстве новые элементы для обработки почвы по полосам позволяют улучшить плодородие почвы, развитие полезных геобионтов, повысить здоровье почвы.

Claims (16)

1. Устройство для обработки и удобрения почвы, содержащее полую прямоугольную раму, два опорных колеса каждое на отдельном рычаге, верхнее и нижнее приспособление для навески устройства на трактор, установленные на раме секции для обработки и удобрения почвы, емкости для удобрений, аппарат для дозированной подачи удобрений с механическим приводом - редуктором с изменяемым передаточным числом от опорного колеса; маркер; на каждой секции последовательно по направлению движения устройства установлены: вертикальный режущий диск, снабженный опорным колесом на одной с ним оси и пружиной; пара очищающих дисков, симметрично расположенных относительно режущего диска, выполненных сходящимися под углом к направлению движения с развалом по вертикали, вдоль направления движения очищающие диски смещены относительно друг друга на 50-100 мм; щелерез; трубка для внесения удобрения, присоединенная кронштейнами к щелерезу сзади по направлению движения, верхний кронштейн снабжен устройством фиксации трубки от перемещения; пара засыпающих дисков, симметрично расположенных относительно щели, выполненных расходящимися под углом к направлению движения и с развалом по вертикали так, что в позиции соприкосновения засыпающих дисков с почвой расстояние между ними составляет 150-200 мм, вдоль направления движения засыпающие диски смещены относительно друг друга на 200-300 мм; уплотняющий профилирующий каток снабжен ребрами и цепями,
2. отличающееся тем, что
3. рама устройства установлена сверху ребром в треугольный вырез, выполненный в каждой полураме секции, на противоположное ребро рамы установлен хомут с треугольным углублением, который соединен с полурамами секции;
4. приспособление для навески устройства на трактор, состоящее из двух нижних и верхнего присоединения, каждое из которых выполнено из двух продольных частей, каждая из которых треугольным углублением присоединена к ребру рамы, на противоположное ребро рамы установлен хомут с треугольным углублением, нижние присоединения выполнены симметрично относительно направления движения сходящимися под углом 15-20° от рамы к месту присоединения к навеске трактора;
5. режущий диск установлен по направлению движения впереди рамы на переднем по направлению движения конце рычага режущего диска на подшипнике, второй конец рычага присоединен к наружной обойме сайлентблока рычага режущего диска, который имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения, внутренняя обойма сайлентблока рычага режущего диска присоединена к полураме секции, к рычагу режущего диска со стороны опорного колеса присоединен кронштейн крепления внутренней обоймы сайлентблока очищающего диска;
6. очищающий диск установлен на подшипнике на заднем по направлению движения конце рычага очищающего диска, на переднем конце рычага выполнена наружная обойма сайлентблока, которая имеет горизонтальную ось, перпендикулярную направлению движения, внутренняя обойма сайлентблока рычага одного очищающего диска присоединена к рычагу режущего диска, внутренняя обойма сайлентблока второго очищающего диска присоединена к кронштейну крепления внутренней обоймы сайлентблока очищающего диска;
7. трубка для внесения удобрения выполнена с нижним концом, скошенным по углом 45° к оси трубки, длинная сторона нижнего конца трубки ориентирована вперед по направлению движения;
8. нижний кронштейн крепления трубки выполнен с обращенным назад по направлению движения окном;
9. направляющее приспособление для выхода удобрения в щель установлено в нижнем кронштейне крепления к щелерезу трубки, присоединено к скошенному краю трубки для внесения удобрения выполненным в верхней части направляющего приспособления входным отверстием, с входным отверстием сообщен выполненный в направляющем приспособлении криволинейный канал округлого сечения, который сообщен с округлым отверстием на задней по направлению движения стенке направляющего приспособления для выхода удобрения;
10. рычаг засыпающего диска выполнен из двух частей, к нижнему концу задней части рычага присоединен подшипник, на котором установлен засыпающий диск, задняя часть рычага выполнена относительно вертикали с наклоном 30-40° вперед по направлению движения, на верхнем конце задней части рычага выполнена площадка присоединения к передней части рычага, на заднем конце передней части рычага выполнена площадка присоединения к задней части рычага, плоскости соединения частей рычага по центру снабжены резьбовым соединением, выполненным перпендикулярно плоскости соединения, при этом передняя часть рычага имеет отверстие под болт, который установлен сверху, задняя часть рычага снабжена резьбой под болт, при этом ось резьбового соединения проходит сквозь нижнюю кромку засыпающего диска на расстоянии 50-100 мм позади точки касания засыпающего диска почвы, к переднему концу передней части рычага присоединена наружная обойма сайлентблока, внутренняя обойма сайлентблока присоединена к раме секции осью, которая выполнена перпендикулярно направлению движения, наклонена вниз на 5-6° в направлении от рамы секции;
11. уплотняющий профилирующий каток снабжен боковыми кольцами, которые соединены вогнутыми профилирующими ребрами, расстояние наружной поверхности ребра до оси катка наименьшее в средней части катка, между каждой парой ребер катка к наружной кромке каждого бокового кольца присоединен отрезок цепи, одно боковое кольцо катка снабжено подшипником, к подшипнику присоединен задний конец рычага катка, рычаг катка изогнут так, что его средняя часть расположена на расстоянии 10-15 мм от плоскости боковой поверхности щелереза, передняя часть рычага катка присоединена к наружной обойме сайлентблока, внутренняя обойма сайлентблока присоединена к раме секции осью, которая выполнена перпендикулярно раме секции, к задней части рычага присоединен выпуклый отражатель грунта, расположенный над катком;
12. каждый сайлентблок выполнен из двух секций, установленных на одной оси в прямой и изогнутой под углом 180° концевой части соответствующего рычага;
13. каждый сайлентблок выполнен с цилиндрическим однородным внутренним гибким элементом и цилиндрическим с углублениями с каждой стороны наружным гибким элементом, гибкие элементы сайлентблока соединены промежуточной обоймой;
14. секция сайлентблока рычага очищающего диска, обращенная к режущему диску, выполнена с резьбой во внутренней обойме;
15. рычаг опорного колеса выполнен в виде торсиона;
16. рычаг опорного колеса снабжен датчиком деформации и соединенной с датчиком системой контроля заданной глубины обработки почвы, вырабатывающей электрический сигнал управления гидроцилиндром трактора.

Images