RU2808140C1

RU2808140C1 - Tillage device

Info

Publication number: RU2808140C1
Application number: RU2023109111A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Артемович Нехорошев; Алексей Петрович Аринушкин; Дмитрий Дмитриевич Нехорошев; Никита Дмитриевич Нехорошев
Filing date: 2023-04-10
Publication date: 2023-11-23

Abstract

FIELD: agricultural engineering.

SUBSTANCE: soil-cultivating tool comprises a frame (1) with support wheels (2), working bodies (3) for loosening the soil layer in the form of flat-cutting blades, an elastic element (4) with a stiffness control mechanism that provides the possibility of oscillation of the working bodies in the longitudinal planes. Guides in the form of a channel are fixed to the frame (1) by means of bolts, inside of which two rollers with rolling bearings are located. The rollers are mounted on axles, which are rigidly fixed on the rack (10) of the working body. The upper part of the rack (10) is connected to the rod by a bolted connection, fixed on the frame (1) in the stop by means of a nut. An elastic element (4) in the form of a cylindrical compression spring is installed between the washers.

EFFECT: increase in productivity, reduction in traction resistance and energy costs, as well as an improvement in soil preparation in accordance with agrotechnical requirements.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной (сплошной) поверхностной обработки почвы, и может быть использовано для снижения тягового сопротивления при глубоком рыхлении почв, насыщенных растительными и корневыми остатками, в том числе и на полях с множеством участков, не пропускающих влагу атмосферных осадков.The invention relates to agricultural engineering, in particular to devices of working bodies of tillage machines for basic (continuous) surface tillage, and can be used to reduce traction resistance during deep loosening of soils saturated with plant and root residues, including in fields with a lot areas that do not allow precipitation to pass through.

Среди известных конструкций машин, применяемых в почвозащитной системе земледелия, способствующих предупреждению эрозионных процессов, уменьшению распыления и уплотнению почвы и сохранению ее плодородия, в качестве аналогов можно привести семейство культиваторов -плоскорезов "КПГ-250", "КПГ-2-150", "КПГ-2,2", "ПГ-3-5", плоскорезов-щелевателей "ПЩ-3", "ПЩ-4", а также различные конструкции чизельных плугов, культиваторов и комбинированных агрегатов, использующих в комбинации друг с другом дисковые и игольчатые бороны, катки, чизели, щелеватели, кротователи и прочие рабочие органы.Among the well-known designs of machines used in the soil protection system of agriculture, which help prevent erosion processes, reduce spraying and compaction of the soil and preserve its fertility, the family of flat-cutting cultivators "KPG-250", "KPG-2-150", " KPG-2.2", "PG-3-5", flat cutters-slotters "ПШЧ-3", "ПШЧ-4", as well as various designs of chisel plows, cultivators and combined units using disc and needle harrows, rollers, chisels, splitters, mole movers and other working tools.

Известен вибрационный глубокорыхлитель, включающий раму с жестко присоединенным к ней продольным брусом, рыхлительный рабочий орган с вертикальной стойкой, закрепленный на раме вибратор, и двухзвенный упругий элемент, при этом тяга вибратора установлена с возможностью изменения величины угла между ней и стойкой рабочего органа.A vibrating subsoiler is known, which includes a frame with a longitudinal beam rigidly attached to it, a ripper working body with a vertical stand, a vibrator mounted on the frame, and a two-link elastic element, wherein the vibrator rod is installed with the ability to change the angle between it and the stand of the working body.

Недостатком данного вибрационного глубокорыхлителя является сложность конструкции, использование вибратора в виде подвешенного груза создает дополнительные нагрузки на шарнирные соединения, что снижает надежность и долговечность орудия, осуществление колебаний лишь в одной продольной плоскости. (SU, авторское свидетельство, №1565363).The disadvantage of this vibrating subsoiler is the complexity of the design; the use of a vibrator in the form of a suspended load creates additional loads on the hinge joints, which reduces the reliability and durability of the implement, vibrations occur only in one longitudinal plane. (SU, copyright certificate, No. 1565363).

Известно почвообрабатывающее орудие, включающее лапу - сошник с механизмом копирования рельефа почвы, выполненного в виде пружинно -упругого демпфера и закрепленного на раме корпуса с вертикальными направляющими и взаимодействующими с ними двумя парами роликов. Недостатком данного рабочего органа почвообрабатывающего орудия является то, что рабочий орган громоздок, занимает много места на раме орудия, не обеспечивает равномерность глубины обработки, т.к. колебания рабочего органа происходят в вертикальной плоскости, происходит так называемый "захват колебаний", когда колебания рамы накладываются на колебания рабочего органа. (SU, авторское свидетельство, №1501940).A soil-cultivating implement is known, including a paw - a coulter with a mechanism for copying the soil relief, made in the form of a spring-elastic damper and mounted on a housing frame with vertical guides and two pairs of rollers interacting with them. The disadvantage of this working body of a soil-cultivating implement is that the working body is bulky, takes up a lot of space on the implement frame, and does not ensure uniform tillage depth, because vibrations of the working element occur in the vertical plane, the so-called “vibration capture” occurs when frame vibrations are superimposed on the vibrations of the working element. (SU, copyright certificate, No. 1501940).

Более близким аналогом к решаемой проблеме является известное почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами, закрепленные на раме рамки с установленными на них рабочими органами для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, при этом рабочие органы закреплены к рамкам посредством вертикального шарнира и упругих элементов, обеспечивающих возможность автоколебаний рабочих органов в поперечной плоскости, а рамки рабочих органов закреплены к раме орудия при помощи упругих элементов, обеспечивающих возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, упругие элементы крепления рабочих органов к рамкам и крепления рамок к раме орудия снабжены механизмами регулирования их жесткости. (Патент РФ, №2327324).A closer analogue to the problem being solved is a well-known tillage implement containing a frame with support wheels, frames mounted on the frame with working bodies installed on them for loosening the soil layer in the form of flat-cutting paws, while the working bodies are attached to the frames by means of a vertical hinge and elastic elements, providing the possibility of self-oscillation of the working bodies in the transverse plane, and the frames of the working bodies are fixed to the frame of the implement using elastic elements that provide the possibility of oscillation of the working bodies in the longitudinal plane, the elastic elements of fastening the working bodies to the frames and fastening the frames to the frame of the implement are equipped with mechanisms for regulating their rigidity. (RF Patent, No. 2327324).

Недостаток данного изобретения состоит в том, что при работе в верхнем слое почвы со значительным количеством сорных растений и пожнивных остатков подобное почвообрабатывающее орудие не обеспечивает требуемого качества работы. Это вызвано тем, что реакция почвы и корней растений направлена вверх, а режущая кромка не перерезает пожнивные остатки. Следует отметить, что при наезде на препятствие, корни большого диаметра или переуплотненную почву рабочий орган поднимается и отклоняется в сторону вместе со стойкой выглубляя стрельчатую лапу, а это приводит к нарушению агротехнических требований по глубине обработки почвы.The disadvantage of this invention is that when working in the upper layer of soil with a significant amount of weeds and crop residues, such a tillage implement does not provide the required quality of work. This is because the reaction of the soil and plant roots is directed upward, and the cutting edge does not cut through the crop residues. It should be noted that when hitting an obstacle, large-diameter roots or over-compacted soil, the working body rises and deviates to the side together with the stand, deepening the pointed paw, and this leads to a violation of the agrotechnical requirements for the depth of tillage.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -создание ровного ложа для посева семян без нарушения агротехнических требований по глубине обработки, предотвращение забивания и залипания рабочих органов, уничтожение сорной растительности при поверхностной обработке почвы на паровых полях и перед посевом, а также в междурядьях, возделываемых широкорядным способом сельскохозяйственных культур в орошаемом и неорошаемом земледелии.The problem to be solved by the claimed invention is the creation of an even bed for sowing seeds without violating agrotechnical requirements for the depth of cultivation, preventing clogging and sticking of working parts, destroying weeds during surface tillage of the soil in fallow fields and before sowing, as well as in row-spacings, wide-row cultivated crops in irrigated and rain-fed agriculture.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении производительности, снижении тягового сопротивления и энергетических затрат, а также позволяет значительно улучшить подготовку почвы в соответствии с агротехническими требованиями.The technical result that can be obtained by implementing the invention is expressed in increased productivity, reduced traction resistance and energy costs, and can also significantly improve soil preparation in accordance with agrotechnical requirements.

Указанный технический результат достигается почвообрабатывающим орудием, содержащим раму с опорными колесами, рабочие органы для рыхления слоя почвы в виде плоскорежущих лап, упругий элемент с механизмом регулирования жесткости, обеспечивающий возможность колебаний рабочих органов в продольной плоскости, при этом к раме закреплены посредством болтов направляющие в виде швеллера, внутри которых с возможностью перемещения в продольном направлении расположены два ролика с подшипниками качения, они установлены на осях, которые жестко закреплены на стойке рабочего органа, при этом верхняя часть стойки соединена со штоком болтовым соединением, закрепленным на раме в упоре посредством гайки, между шайбами установлен упругий элемент в виде цилиндрической пружины сжатия.The specified technical result is achieved by a soil-cultivating tool containing a frame with support wheels, working bodies for loosening the soil layer in the form of flat-cutting paws, an elastic element with a rigidity control mechanism that allows the working bodies to oscillate in the longitudinal plane, while guides in the form of channels, inside of which two rollers with rolling bearings are located with the ability to move in the longitudinal direction; they are installed on axes that are rigidly fixed to the rack of the working body, while the upper part of the rack is connected to the rod by a bolted connection, fixed to the frame in stop by means of a nut, between An elastic element in the form of a cylindrical compression spring is installed with washers.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention is as follows.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена конструктивно - технологическая схема почвообрабатывающего орудия, вид сбоку; на фиг. 2 тоже, вид сверху; на фиг. 3 крепление рабочего органа, вид с боку; на фиг. 4 - крепление рабочего органа, вид сверху без направляющих.The invention is illustrated by drawings. In fig. Figure 1 shows the design and technological diagram of the tillage implement, side view; in fig. 2 too, top view; in fig. 3 fastening of the working body, side view; in fig. 4 - fastening of the working element, top view without guides.

Почвообрабатывающее орудие (Фиг. 1) состоит из рамы 1, с опорными колесами 2. Рабочие органы 3 закреплены на стойках 10, которые перемещаются по направляющим 6, закрепленных болтами 5 на раме 1 (фиг. 2). Стойка 10 рабочего органа (Фиг. 3) имеет две оси 9, на осях подвижно на подшипниках 8 установлены ролики 7, которые перемещаются по направляющим 6. К стойке 10 шарнирно с помощью болта 12 присоединен шток 11, на котором установлены шайбы 15, упругий элемент в виде цилиндрической пружины 4, и гайка 14. Другим концом шток 12 упирается шайбой 15 в упор 13. Возможность перемещения рабочего органа 3 в горизонтальной плоскости и жесткость упругого элемента 4 обеспечивается гайкой 14. Гайка дополнительно выполняет функцию регулирования жесткости упругого элемента и ограничителя перемещения стойки рабочего органа.The tillage implement (Fig. 1) consists of a frame 1, with support wheels 2. The working bodies 3 are mounted on racks 10, which move along guides 6, bolted 5 to the frame 1 (Fig. 2). The rack 10 of the working body (Fig. 3) has two axes 9; on the axes, rollers 7 are mounted movably on bearings 8, which move along guides 6. A rod 11 is hinged to the rack 10 using a bolt 12, on which washers 15 and an elastic element are installed. in the form of a cylindrical spring 4, and a nut 14. The other end of the rod 12 rests against the stop 13 with a washer 15. The ability to move the working body 3 in the horizontal plane and the rigidity of the elastic element 4 is provided by the nut 14. The nut additionally performs the function of regulating the rigidity of the elastic element and limiting the movement of the rack working body.

Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. При работе орудия рабочие органы 3 (фиг. 3) входят в плотные слои почвы на заданную глубину „h" в процессе срезания пласта неравномерные силы резания воздействуют на рабочий орган 3, закрепленный на стойке 10, имеющей две оси 9 с установленными на них на подшипниках качения 8, роликами 7, перемещая ее назад по направляющим 6. При этом шток 11 закрепленный шарнирно на стойке 10 с помощью болта 12 перемещаясь вызывает деформацию упругого элемента 4, расположенного между шайбами 15 и упором 13, в упругой связи происходит накопление потенциальной энергии. При выходе рабочего органа 3 в менее плотную почву пружина 4 возвращается в исходное положение создавая эффект колебания рабочего органа 3. Жесткость упругого элемента 4, и величина перемещения ограничиваются гайкой 14. Далее происходит разрушение пласта почвы, а накопленная потенциальная энергия упругого элемента 4 переходит в кинетическую энергию рабочих органов и сколотой почвы, при этом сколотая почва приобретает скорость, большую скорости движения орудия, и отбрасывается вперед. В дальнейшем рабочие органы 3 внедряются в неразрушенную почву, что снижает призму волочения перед рабочим органом. Глубина обработки почвы в соответствии с агротехническими требованиями регулируется при помощи опорных колес 3. При этом с увеличением плотности почвы и скорости движения рабочего органа частота колебаний увеличивается, а амплитуда уменьшается, т.е. происходит автоматическая настройка на более оптимальный режим колебаний.The tillage implement works as follows. When the tool is operating, the working bodies 3 (Fig. 3) enter dense layers of soil to a given depth “h”; in the process of cutting off the layer, uneven cutting forces act on the working body 3, mounted on a stand 10, which has two axes 9 with bearings mounted on them rolling 8, rollers 7, moving it back along the guides 6. In this case, the rod 11, hingedly fixed to the stand 10 with the help of a bolt 12, moving causes deformation of the elastic element 4 located between the washers 15 and the stop 13, potential energy is accumulated in the elastic connection. When the working body 3 exits into less dense soil, the spring 4 returns to its original position creating the effect of oscillation of the working body 3. The rigidity of the elastic element 4 and the amount of movement are limited by the nut 14. Next, the soil layer is destroyed, and the accumulated potential energy of the elastic element 4 turns into kinetic energy working bodies and chipped soil, while the chipped soil acquires a speed greater than the speed of the implement and is thrown forward. Subsequently, the working bodies 3 are embedded in the undisturbed soil, which reduces the drag prism in front of the working body. The depth of tillage in accordance with agrotechnical requirements is adjusted using support wheels 3. Moreover, with an increase in soil density and the speed of movement of the working body, the oscillation frequency increases and the amplitude decreases, i.e. automatic adjustment occurs to a more optimal oscillation mode.

Предложенный способ крепления рабочего органа с использованием упругого элемента в направляющих обеспечивает ровный профиль поверхности борозды, который необходимо создать при культивации для посева семян сельскохозяйственных культур в соответствии с агротехническими требованиями для равномерного всхода семян.The proposed method of fastening the working body using an elastic element in the guides provides an even surface profile of the furrow, which must be created during cultivation for sowing crop seeds in accordance with agrotechnical requirements for uniform seed germination.

Таким образом, заявленная конструкция почвообрабатывающего орудия с использованием упругих элементов в креплении рабочих органов обеспечивает повышение производительности, снижение тягового сопротивления и энергетических затрат, а также позволяет значительно улучшить подготовку почвы в соответствии с агротехническими требованиями.Thus, the declared design of a tillage implement using elastic elements in fastening the working bodies provides increased productivity, reduced traction resistance and energy costs, and also allows for significantly improved soil preparation in accordance with agrotechnical requirements.

Claims

A tillage implement containing a frame with support wheels, working elements for loosening the soil layer in the form of flat-cutting paws, an elastic element with a rigidity control mechanism that allows the working elements to oscillate in the longitudinal plane, characterized in that guides in the form of a channel are bolted to the frame, inside which, with the possibility of moving in the longitudinal direction, two rollers with rolling bearings are located, they are installed on axes that are rigidly fixed to the rack of the working body, while the upper part of the rack is connected to the rod by a bolted connection, fixed to the frame in stop by means of a nut, installed between the washers elastic element in the form of a cylindrical compression spring.