Комбинированное почвообрабатывающее орудие

(51) 01 49/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сферических дисков и прикатывающий каток. Основная рама снабжена дополнительными кронштейнами с регулировочными упорными винтами, дополнительная рама снабжена в передней части упорами,а в задней части самоустанавливающими колесами, вилки которых закреплены в поворотных стаканах, соединенных с дополнительной рамой посредством кронштейнов и горизонтального шарнира с одной стороны и кронштейнов с винтовыми стяжками с другой стороны. Прикатывающий каток выполнен из кольчато-шпоровых катков разного диаметра собранных на одном валу таким образом, что кольчато-шпоровый каток меньшего диаметра установлен на втулках и расположен между двумя катками большего диаметра с возможностью свободного вращения относительно последних. Технический результат - снижение нагрузки на навесную систему трактора и повышение качества обработки почвы.(72) Дерепаскин Алексей Иванович Полищук Юрий Владимирович Бинюков Юрий Викторович Бобков Сергей Иванович Аитов Амангелды Ермашевич(56) Предварительный патент РК 13948, А 01 В 49/02, 2004(57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению,в частности к комбинированным почвообрабатывающим машинам. Орудие содержит основную раму с плоскорежущими рабочими органами, дополнительную раму с установленными на ней в два ряда батареями 21067 Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для послойной обработки почвы. В зонах проявления ветровой и водной эрозии при распашке целинных и залежных земель и старовозрастных трав получила наибольшее применение послойная обработка,предусматривающая безотвальное рыхление на всю глубину обрабатываемого слоя с последующей разделкой дернового слоя и оставлением его на поверхности. При этом используют в основном однооперационные орудия,а технология выполняется за три-четыре прохода агрегата(Методические указания по разработке проектов противосолонцовых мелиорации в Казахской ССР. Часть 1 // Технологии мелиорации и использования солонцовых почв. Алма-Ата, 1989, с.30-31). Твердость поверхностного слоя многолетних трав в период распашки достигает 7-8 МПа. Поэтому орудие с передним расположением дисковых рабочих органов относительно плоскорежущих рабочих органов не заглубляется на распашке старовозрастных трав. Недостаточная заглубляемость с передним расположением дисковых рабочих органов относительно плоскорежущих лап предопределила использование такой схемы в современных конструкциях почвообрабатывающих орудий для обработки старопахотных земель(Сельскохозяйственная техника для интенсивных технологий // Каталог, АгроНИИТЭНИТО, 1988,с.50). Для обработки сухих задернелых и уплотненных почв предпочтение отдается схеме с задним расположением дисковых рабочих органов относительно плоскорежущих рабочих органов. Так,фирма Мост Агризем выпускает различные модели орудия Комбиплау с задним расположением относительно плоскорежущих рабочих органов сферических дисков (сб. Современные тенденции мирового сельскохозяйственного машиностроения по итогам Международных салонов, сельскохозяйственного машиностроения Сима-93 и Сима-95 Париж,Франция. М. АО Трактороэкспорт, 1995, с.55,фиг.73). Данное орудие с задним расположением вырезных сферических дисков способно обеспечить заглубление на твердых почвах. Однако оно, как и вышеприведенные технические решения, имеет следующие основные недостатки. Это, во-первых,не обеспечивает необходимую выравненность поверхности поля, т.к. не имеет дополнительного устройства, в виде прикатывающего катка, для выравнивания и уплотнения поверхностного слоя. Во вторых, орудие выполнено в навесном варианте, что делает невозможным использование его с гусеничными тракторами, вследствие недостаточной грузоподъемности навески трактора и короткой продольной базы современных гусеничных тракторов. Известно также комбинированное почвообрабатывающее орудие,включающее основную раму, плоскорежущие рабочие органы,2 дополнительную раму с установленными на ней в два ряда батареями сферических дисков, согласно изобретению, плоскорежущие рабочие органы установлены на основной раме в два ряда углом к передней части, дополнительная рама соединена с основной рамой посредством подвижных горизонтальных шарниров и винтовых механизмов,закрепленных на основной раме и соединенных со стойками дополнительной рамы, а батареи сферических дисков установлены на дополнительной раме в два ряда симметрично относительно продольной оси симметрии орудия,при этом средние батареи сферических дисков первого ряда установлены под тупым углом друг к другу, вершиной направленной к задней части дополнительной рамы, а боковые батареи сферических дисков первого ряда образуют со средними батареями сферических дисков тупой угол с вершинами, направленными к передней части дополнительной рамы с выпуклостью сферических дисков к боковым краям орудия, средние батареи сферических дисков второго ряда установлены под тупым углом друг к другу, вершиной направленной к передней части дополнительной рамы с выпуклостью сферы дисков от продольной оси симметрии, а боковые батареи сферических дисков второго ряда образуют со средними батареями тупой угол с вершинами, направленными к задней части дополнительной рамы с выпуклостью сферических дисков к продольной оси симметрии и снабжены гладкими сферическими дисками меньшего диаметра, с дополнительной рамой шарнирно соединен и подпружинен относительно нее двухбарабанный прутковый прикатывающий каток, его внутренний сплошной барабан меньшего диаметра снабжен рыхлящими ножами с острой двухсторонней заточкой при вершине,установленными радиально с шагом между ними,равным высоте рыхлящего ножа. (Описание изобретения к предварительному патентуА 13948 по кл. А 01 В 49/02. Опубл. в бюлл.2 2004) Данное техническое решение принято за прототип и обладает следующими недостатками. Во-первых, выполнено в навесном варианте, что перегружает навесную систему колесного трактора и не обеспечивает возможность использования орудия с гусеничными тракторами равного тягового класса. Наличие дополнительной рамы, жестко связанной с основной рамой, два ряда батарей сферических дисков и прикатывающего катка увеличивают длину орудия и смещают цент тяжести его к задней части. Вследствие этого создается значительный момент от сил тяжести орудия, что приводит к продольному галопированию трактора в транспортном положении орудия и может привести к потери управляемости. При выглублении орудия из обрабатываемого слоя возникают значительные усилия на навесную систему и шины заднего моста,что отрицательно сказывается на их сохранности и долговечности. Гусеничные трактора имеют короткую продольную базу и значительно меньшее смещение центра тяжести вперед, по сравнению с колесными 21067 тракторами. Вследствие этого грузоподъемность навесной системы их в 5-10 раз ниже, чем колесных тракторов. Поэтому,большинство комбинированных почвообрабатывающих орудий к гусеничным тракторам выполняются в прицепном варианте. Однако при этом значительно возрастает масса орудия. Во-вторых, прикатывающий каток обеспечивает хорошее качество работы на сухих почвах и неудовлетворительно работает на увлажненных почвах, вследствие налипания почвы на внутренний барабан. Задачей изобретения является - снижение нагрузки на навесную систему трактора и повышение качества обработки. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом комбинированном почвообрабатывающем орудии основная рама снабжена дополнительными кронштейнами с регулировочными упорными винтами, дополнительная рама снабжена в передней части упорами и соединена с основной рамой гибкими элементами,а в задней части самоустанавливающими колесами, вилки которых закреплены в поворотных стаканах, соединенных с дополнительной рамой посредством кронштейнов и горизонтального шарнира с одной стороны и кронштейнов с винтовыми стяжками с другой стороны, прикатывающий каток выполнен из кольчато-шпоровых катков разного диаметра собранных на одном валу таким образом, что кольчато-шпоровый каток меньшего диаметра установлен на втулках и расположен между двумя катками большего диаметра с возможностью свободного вращения относительно последних. Такая совокупность отличительных признаков обеспечивает достижение требуемого технического результата - снижения нагрузки на навесную систему трактора и повышение качества обработки. Достижение требуемого технического результата обеспечивается за счет того, что в задней части дополнительная рама снабжена самоустанавливающими колесами, что позволяет снизить нагрузку на навесную систему трактора вследствие передачи части веса орудия на самоустанавливающие колеса. При выглублении орудия из пахотного слоя и в транспортном положении на навесную систему трактора воздействует только основная рама с плоскорежущими рабочими органами и часть веса дополнительной рамы. Основной вес дополнительной рамы с секциями дисковых рабочих органов и прикатывающим катком воспринимается самоустанавливающими колесами. А так как самоустанавливающие колеса установлены в вилках, которые закреплены в поворотных стаканах и соединены с дополнительной рамой посредством кронштейнов и горизонтального шарнира с одной стороны и кронштейнов с винтовыми стежками с другой стороны, то такая конструкция позволяет при помощи винтовых стяжек обеспечить требуемый дорожный просвет под прикатывающим катком в транспортном положении и исключить контакт самоустанавливающих колес с поверхностью обработанного поля в рабочем положении, что снижает тяговое сопротивление орудия за счет исключения потерь на самоперекатывание самоустанавливающих колес. Основная рама снабжена дополнительными кронштейнами с регулировочными упорными винтами, а дополнительная рама снабжена в передней части упорами. Одной из основных особенностей дисковых рабочих органов является неудовлетворительная заглубляемость их в обрабатываемый слой. Поэтому в комбинированных орудиях с дисковыми рабочими органами для обработки поверхностного слоя используют плоскорежущие лапы, которые за счет давления почвенного пласта на лемеха создают заглубляющее усилие. При этом рама орудия должна быть жесткой и должна передавать вертикальные усилия от давления пласта на дисковые рабочие органы. Предложенная конструкция рамы позволяет изменять положение батарей сферических дисков и прикатывающего катка относительно плоскорежущих лап, при этом сохраняя жесткость соединения их в работе и тем самым, обеспечивая передачу вертикального усилия давления пласта на дисковые рабочие органы. С помощью регулировочных упорных винтов,которые в работе упираются в упоры дополнительной рамы, возможно, регулировать взаимное положение основной и дополнительной рам и величину усилия, передаваемого от сил давления почвенного пласта на дисковые рабочие органы. Соединение основной и дополнительной рам гибкими элементами повышает безопасность при транспортных переездах. Прикатывающий каток выполнен из кольчато-шпоровых катков разного диаметра собранных на одном валу таким образом,что кольчато-шпоровый каток меньшего диаметра установлен на втулках и расположен между двумя катками большего диаметра с возможностью свободного вращения относительно последних. Такая конструкция прикатывающего катка позволяет исключить налипание почвы при работе на влажных фонах при обеспечении высокого качества крошения и уплотнения поверхностного слоя. Вследствие того, что кольчато-шпоровый каток меньшего диаметра имеет возможность свободного вращения на валу, то за счет разных кинематических радиусов, угловая скорость его выше, чем катков большего диаметра. Поэтому в работе за счет проворачивания катков относительно друг друга происходит самоочистка от налипшей почвы. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает достижение требуемого технического результата, а именно снижение нагрузки на навесную систему трактора и повышение качества обработки. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено комбинированное почвообрабатывающее орудие - вид сбоку в транспортном положении, на фиг. 2 - вид сбоку в 3 21067 рабочем положении, на фиг. 3 - вид сверху в рабочем положении и на фиг. 4 - вид прикатывающего катка сверху. Комбинированное почвообрабатывающее орудие состоит из основной рамы 1, выполненной в виде прямоугольной сварной конструкции. К продольным балкам основной рамы крепятся плоскорежущие рабочие органы 2, установленные по двухрядной схеме углом вперед с расстояниями по ходу и по ширине больше критического значения. К крайним боковым брусьям основной рамы крепятся опорные колеса 3 с механизмами бесступенчатого регулирования глубины обработки 4. С помощью механизма навески 5 орудие навешивается на трактор. К заднему брусу основной рамы крепится кронштейн 6 для крепления дополнительной рамы 7. Дополнительная рама 7 выполнена в виде прямоугольной сварной конструкции, к поперечным балкам которой спереди крепятся кронштейны 8 для соединения с основной рамой, а к задней балке крепятся кронштейны 9 для крепления прикатывающего катка 10. К продольным брусьям дополнительной рамы 7 крепятся с помощью стоек 11 батареи сферических дисков 12. Рама 13 прикатывающего катка 10 соединена с кронштейном 9 при помощи пальцев 14 штанги 1 5 и пружин 16. На основной раме 1 к заднему брусу крепятся дополнительные кронштейны 17 с регулировочным упорным винтом 18. На переднем брусе дополнительной рамы 7 напротив дополнительных кронштейнов 17 установлены упоры 19. При этом основная рама 1 соединена с дополнительной рамой 7 шарнирно, при помощи пальцев 20. В задней части дополнительной рамы 7 с помощью двух продольных брусьев 21 крепятся самоустанавливающиеся колеса 22, вилка 23 которых закреплена в поворотных стаканах 24 с возможностью поворота вокруг оси на 360 град. Поворотный стакан 24 в нижней части соединен с продольным брусом 21 с помощью горизонтального шарнира 25, а в верхней части соединен с продольным брусом 21 при помощи винтовой стойки 26 и кронштейнов 27 и 28. Прикатывающий каток 10 состоит из вала 29 установленного в опорах качения 30 соединенных с продольными брусьями 13 рамы катка, кольчатошпоровых катков большего диаметра 31 и меньшего диаметра 32, втулок 33, упорных втулок 34 и стопорных винтов 35. Предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее орудие работает следующим образом. При переводе орудия из транспортного положения в рабочее плоскорежущие рабочие органы 2 под действием силы веса орудия и сил воздействия со стороны трактора, передающихся через навесную систему, заглубляются в пахотный слой, производя интенсивное крошение в зоне работы лапы и частичное разрушение поверхностного слоя. Батареи сферических дисков 12, установленные на дополнительной раме 7 производят крошение поверхностного слоя. Усилие давления пласта почвы на плоскорежущие рабочие органы 2 передаются на дополнительную раму 7 и далее на батареи сферических дисков 12 посредством дополнительных кронштейнов 17, регулировочных упорных винтов 18 и упоров 19. Горизонтальное положение дополнительной рамы 7, регулируют изменением длины регулировочных упорных винтов 18. Взрыхленный дисковыми рабочими органами,поверхностный слой, дополнительно измельчается и уплотняется прикатывающим катком 10, при этом образуется ребристая ветроустойчивая поверхность. Шпоры кольчато-шпоровых катков большего диаметра 31, воздействуя на крупные частицы,дополнительно дробят их и уплотняют поверхностный слой на глубину до 8 см, создавая ребристый профиль. Шпоры кольчато-шпорового катка меньшего диаметра 32 дополнительно крошат поверхностный слой на глубину до 5 см. А так как кольчато-шпоровые катки имеют разные диаметры,то в работе происходит проскальзывание катков меньшего диаметра,способствует их относительному прокручиванию на валу 29 за счет втулок 33, что способствует самоочистке катков. Кольчато-шпоровые катки большего диаметра 31 установлены на валу 29 и фиксируются от проворачивания стопорными винтами 36. Предлагаемое техническое решение способствует защитеокружающей среды, так как создает на поверхности поля после обработки ветроустойчивую поверхность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Комбинированное почвообрабатывающее орудие,содержащее основную раму с плоскорежущими рабочими органами,дополнительную раму с установленными на ней в два ряда батареями сферических дисков,отличающееся тем, что основная рама снабжена дополнительными кронштейнами с регулировочными упорными винтами,дополнительная рама снабжена в передней части упорами и соединена с основной рамой жесткими элементами,а в задней части самоустанавливающими колесами, вилки которых закреплены в поворотных стаканах, соединенных с дополнительной рамой посредством кронштейнов и горизонтального шарнира с одной стороны и кронштейнов с винтовыми стяжками с другой стороны, прикатывающий каток выполнен из кольчато-шпоровых катков разного диаметра собранных на одном валу таким образом, что внутренний каток меньшего диаметра установлен между двумя катками большего диаметра с возможностью свободного вращения относительно последних.