Комбинированный почвообрабатывающий агрегат

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к комбинированным почвообрабатывающим агрегатам, применяемым для подготовки почвы к посеву и может быть использована для вспашки почвы, измельчения крупных почвенных глыб и комков с выравниванием поверхности почвы в фермерских и крестьянских хозяйствах. Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к подготовке почвы к посеву за один проход агрегата, повышению производительности, снижению ГСМ и потребности в тракторах. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем. Предлагаемая конструкция включает в себя измельчитель, выполненный в виде барабана, на цилиндрической поверхности которого установлены зубья по ромбовидной схеме, причем измельчитель прикреплен к раме с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси, а рама шарнирно связана с механизмом поворота с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и поворота в горизонтальной плоскости, при этом измельчитель снабжен механизмом привода от заднего колеса трактора с возможностью включения и выключения привода в зависимости от опускания и подъема плуга при движении трактора. Механизм привода с передаточным отношением 0,1...0,2 выполнен в виде телескопической карданной передачи и редуктора, на входном вале которого установлен шкив, причем на цилиндрической поверхности шкива приварены металлические прутки с возможностью зацепления с протектором заднего колеса трактора. Ось вращения измельчителя расположена в горизонтальной плоскости под углом 95...100° к направлению движения трактора. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий плуг, навеску, механизм поворота, раму с опорным колесом, и измельчитель снабженный механизмом привода.

Область техники, к которой относится полезная модель.

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к комбинированным почвообрабатывающим агрегатам, применяемым для подготовки почвы к посеву и может быть использована для вспашки почвы, измельчания крупных почвенных глыб и комков с выравниванием поверхности почвы в фермерских и крестьянских хозяйствах.

Уровень техники.

При вспашке среднетяжелых и тяжелых почв образуются крупные почвенные глыбы и неровная поверхность поля, которые препятствуют применению современных сеялочных агрегатов. Поэтому во время вспашки таких почв в сцепке с плугами должны использоваться зубовые или дисковые бороны. Но из-за больших тяговых сопротивлений, возникающих в процессе подготовки таких почв к посеву, они практически не используются.

Поэтому для подготовки таких почв к посеву совершают 3...5 проходов тяжелыми дисковыми боронами или оставляют вспаханные поля до весны, чтобы под действием выпадающих атмосферных осадков происходило крошение почвенных глыб и комков. Такая технология подготовки почвы к посеву приводит к большим потерям времени, значительному уплотнению почвы, чрезмерному расходу ГСМ и повышенным затратам труда.

В связи с этим, для подготовки почвы к посеву необходимо применять комбинированные почвообрабатывающие агрегаты.

Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, состоящий из рамы, навески, опорных колес, механизма регулирования глубины обработки,

дисковых батарей, плоскорежущих лап, клиновых катков и цилиндрических катков с витками, снабженные зубьями [1].

К недостаткам известного комбинированного почвообрабатывающего агрегата следует отнести высокую металлоемкость, большие тяговые сопротивления, большой расход ГСМ и недостаточное измельчение верхнего слоя почвы цилиндрическими катками пассивного действия.

Известно комбинированное почвообрабатывающее орудие, состоящее из рамы с опорными колесами, плоскорежущих лап, игольчато - дисковых батарей, кольчато-шпоровых катков и механизма регулирования глубины обработки [2].

К недостаткам известного комбинированного почвообрабатывающего орудия следует отнести низкую производительность, высокую металлоемкость, неудовлетворительное выравнивание поля после прохода орудия и необходимость дополнительного крошения почвенных глыб и комков, большой расход ГСМ.

Известна комбинированная почвообрабатывающая машина, состоящая из рамы с навесным устройством, фрезы, грабельной решетки, опорно-приводного катка с шинами и механизма привода фрезы [3].

К недостаткам известной комбинированной машины следует отнести низкую производительность, недостаточное крошение почвенных глыб и комков, необходимость дополнительного прохода машины, большой расход ГСМ.

Известна комбинированная почвообрабатывающая машина, состоящая из рамы, навески, рыхлительных лап, трех вертикально вращающихся валов с выгнутыми ножами и механизма привода [4].

К недостаткам известной комбинированной почвообрабатывающей машины следует отнести большую энергоемкость процесса подготовки почвы к посеву, большой расход ГСМ и неудовлетворительное выравнивание поверхности поля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является комбинированная машина для подготовки почвы к посеву, состоящая из рамы культиватора-плоскореза, опорного колеса, автосцепки, поперечного бруса, передней подвески карданной передачи, карданного вала, редуктора привода, цепной передачи привода фрезы, кронштейна подвески фрезы и фрезы [5].

К недостаткам известной комбинированной почвообрабатывающей машины следует отнести большую энергоемкость процесса подготовки почвы к посеву, привод фрезы от ВОМ трактора приводит к большому расходу ГСМ и имеет низкую производительность. Кроме этого данная машина не пригодна для подготовки средне и тяжелосуглинистых почв к посеву из-за больших тяговых сопротивлений, возникающих в процессе подготовки таких почв к посеву.

Для повышения качества подготовки средне и тяжелосуглинистых почв к посеву необходимо разработать комбинированный почвообрабатывающий агрегат, состоящий из плуга с активным рабочим органом, позволяющий выполнять несколько технологических операций одновременно: вспашку почвы с измельчением почвенных глыб, комков и стерни с выравниванием обрабатываемой поверхности.

Раскрытия полезной модели.

Задачей полезной модели является повышение качества подготовки почвы к посеву путем одновременного выполнения вспашки почвы с измельчением почвенных глыб и комков с выравниванием обрабатываемой поверхности.

Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к подготовке почвы к посеву за один проход агрегата, повышению производительности, снижению ГСМ и потребности в тракторах.

Технический результат достигается тем, что комбинированный почвообрабатывающий агрегат содержит плуг, навеску, механизм поворота, раму с опорным колесом и измельчитель, снабженный механизмом привода.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.

Предлагаемая конструкция включает в себя измельчитель, выполненный в виде барабана, на цилиндрической поверхности которого установлены зубья по ромбовидной схеме, причем измельчитель прикреплен к раме с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси, а рама шарнирно связана с механизмом поворота с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и поворота в горизонтальной плоскости, при этом измельчитель снабжен механизмом привода от заднего колеса трактора с возможностью включения и выключения привода в зависимости от опускания и подъема плуга при движении трактора.

Механизм привода с передаточным отношением 0,1...0,2 выполнен в виде телескопической карданной передачи и редуктора, на входном вале которого установлен шкив и предохранительный механизм, причем на цилиндрической поверхности шкива приварены металлические прутки с возможностью зацепления с протектором заднего колеса трактора.

Ось вращения измельчителя расположена в горизонтальной плоскости под углом 95...100° к направлению движения трактора.

Благодаря возможности установления в передней части плуга измельчителя активного действия улучшаются качественные показатели подготовки почвы к посеву: измельчаются крупные почвенные глыбы и комки с выравниванием поверхности поля.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показан комбинированный почвообрабатывающий агрегат, вид спереди и вид сверху.

Осуществление полезной модели.

Изображенный на фиг.1 комбинированный почвообрабатывающий агрегат состоит из плуга (на фиг. не пронумерован) в передней части которого к раме 1 прикреплен корпус 2 механизма поворота (на фиг не пронумерован) посредством механизма навески, выполненная в виде кронштейна 3 и раскоса 4. Одни концы кронштейна 3 и раскоса 4 приварены к корпусу 2, а другие с помощью болтовых соединений 5 жестко прикреплены к раме 1. Для обеспечения жесткости навески, сверху кронштейна 3 установлено ребро жесткости 6, которое приварено к корпусу 2 и кронштейну 3. Снизу кронштейна 3 установлен упор 7, один конец которого приварен к корпусу 2, а другой с помощью болтового соединения 8 прикреплен к стойке 9 отвала 10.

Внутри корпуса 2 установлена ось 11, опирающаяся на опорный подшипник (на фиг. не показан), размещенный в стакане 12. Нижняя часть стакана 12 приварена к корпусу 2, а верхняя плотно закрыта крышкой 13 с помощью винтов 14. Для удержания и регулирования положении оси 11 в вертикальной плоскости, в верхней части оси 11 сделаны отверстия (на фиг. не показаны) куда вставляется болт 15 с замыкающейся гайкой 16, опирающийся на крышку 13 стакана 12. В нижней части оси 11 установлена маслоудерживающая манжета (на фиг. не показана), размещенная в корпусе 2. Для лучшей работы механизма поворота в корпус 2 заливается масло. Ниже корпуса 2 к оси 11 прикреплена несущая балка 17, один конец которой шарнирно прикреплен к оси 11 посредством болтового соединения 18, а другой конец установлен с возможностью перемещения вверх, перемещение вниз ограничено упором 19, приваренный к оси 11. К несущей балке 17 с двух сторон перпендикулярно приварены два швеллера 20 соединенные между собой угольником 21, образуя раму (на фиг. не пронумерована), с возможностью перемещения в вертикальной плоскости вместе с осью 11 механизма поворота и поворота в горизонтальной плоскости. Рама снабжена регулируемым по высоте опорным колесом 22.

По середине рамы установлен измельчитель, выполненный в виде барабана 23, на цилиндрической поверхности которого установлены зубья 24 по ромбовидной схеме. Зубья 24 вкручены во втулки 25, которые приварены к цилиндрической поверхности барабана 23.

Вал 26 барабана 23 установлен на подшипниках качения (на фиг. не показаны), размещенные в корпусах 27 и 28, которые прикреплены к нижней части швеллеров 20 посредством болтовых соединений (на фиг. не пронумерованы).

Между продольной тягой 29 плуга и передней левой частью рамы (фиг.1. вид сверху) посредством болтовых соединений 30 и 31 установлена планка 32, на поверхности которой сделаны отверстия 33. Устанавливая болт 30 в соответствующее отверстие 33 возможно регулирование угла наклона измельчителя в горизонтальной плоскости.

Измельчитель снабжен механизмом привода (на фиг. не пронумерован) с передаточным отношением 0,1...0,2, позволяющее измельчителю вращаться в 5...10 раз быстрее, чем ведущее колесо трактора, тем самым обеспечивая качественное измельчение почвенных глыб и комков, уменьшая тяговое сопротивление на перемещение измельчителя. Передаточное отношение механизма привода выбрано конструктивно.

Механизм привода выполнен в виде телескопической карданной передачи 34 и редуктора 35, на входном вале 36 которого установлен шкив 37, причем на цилиндрической поверхности шкива 37 приварены металлические прутки 38 с возможностью зацепления с протектором 39 заднего колеса 40 трактора (на фиг. не показан).

Редуктор 35 установлен вертикально на платформе 41 (фиг.1 вид сверху). Верхняя часть платформы 41 шарнирно соединена с одним концом продольной балки 42, а другой конец продольной балки 42 жестко прикреплен к остову 43 заднего колеса 40 трактора (на фиг. не показан) с помощью хомута 44 и болтовых соединений 45.

К нижней части платформы 41 приварена планка 46 с проушинами (на фиг. не пронумеровано), к которой прикреплен один конец цепи 47, а другой конец цепи 47 вставлен во внутрь пружины 48 и прикреплен к поперечной тяге 49 навески плуга (на фиг. не показаны), тем самым поддерживая редуктор 35 от провисания.

Механизм привода выполнен с возможностью включения и выключения измельчителя в зависимости от опускания и подъема плуга при движении трактора. Для исключения поломки измельчителя при его встрече с труднопреодолимыми препятствиями редуктор 35 снабжен предохранительным механизмом 50.

Комбинированный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом.

Перед началом вспашки почвы механизатор проводит следующие подготовительные работы:

1. Опускает агрегат на землю;

2. Освобождает крепление, (на фиг. не показана) соединяющее раму измельчителя с рамой 1 плуга;

3. В ручную приводит раму измельчителя из транспортного в рабочее положение;

4. Устанавливает угол наклона измельчителя с помощью планки 32.

При опускании плуга в рабочее положение, тяга 49 навески плуга, опускаясь вниз давит через пружину 48 на нижнюю часть платформы 41 редуктора 35, при этом редуктор 35 перемещаясь вниз, прижимает шкив 37 к левому заднему колесу 40 трактора.

Включив рабочую передачу трактора механизатор начинает процесс вспашки почвы, при этом измельчитель совершает холостой ход. При втором проходе агрегата, измельчитель совершает разрушение крупных почвенных глыб, комков с выравниванием борозд, образованных при вспашке средне-суглинистых и тяжелосуглинистых почв.

Вращение измельчителю передается от левого заднего колеса 40 трактора, за счет зацепления между протектором 39 заднего колеса 40 трактора и изогнутыми металлическими прутками 38, размещенные на цилиндрической поверхности шкива 37. От шкива 37 крутящий момент передается измельчителю через редуктор 35 и телескопическую карданную передачу 34.

Зубья 24 измельчителя при его вращении вклиниваются в комковатую структуру глыб, разрывают их и заравнивают бороздки, образованные плугом во время вспашки. Не измельченные части почвы разрыхляются цилиндрической поверхностью барабана 23, ось вращения которого расположена в горизонтальной плоскости под углом 95...100° к направлению движения трактора (фиг.1 вид сверху). За счет регулирования угла наклона измельчителя в заданном диапазоне значительно улучшаются качественные показатели подготовки почвы к посеву. Значение углов наклона измельчителя =95...100° выбрано конструктивно в зависимости от типа почвы.

При встрече с труднопреодолимыми препятствиями срабатывает предохранительный механизм 50, при этом один конец рамы вместе с опорным колесом 22 и измельчитетелем поднимается вверх, тем самым измельчитель перескакивает это препятствие и продолжает процесс измельчения почвенных глыб.

После окончания гона механизатор посредством гидравлической системы (на фиг. не показана) трактора поднимает плуг, при этом нижняя часть платформы 41 редуктора 35, связанная цепью 47 с поперечной тягой 49 плуга поднимается вверх и выводит шкив 37 редуктора 35 из зацепления с протекторам 39 заднего колеса 40 трактора.

Механизатор совершает разворот трактора и процесс вспашки почвы, измельчения крупных почвенных глыб и комков с выравниванием поверхности почвы совершается аналогично.

Для перевода комбинированного почвообрабатывающего агрегата в транспортное положение механизатор с помощью механизма поворота поворачивает раму измельчителя параллельно раме плуга и закрепляет ее.

Экспериментальный образец комбинированного почвообрабатывающего агрегата изготовлен и испытан в ОПХ Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии и показал высокие качества подготовки почвы к посеву.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- способность проведения одновременно вспашки почвы с измельчением крупных почвенных глыб и комков с выравниванием поверхности почвы;

- высокое качество подготовки почвы к посеву;

- способность снизить расходы ГСМ за счет совмещения нескольких операций при подготовке почвы к посеву за один проход агрегата;

- не требует изготовления дорогостоящих узлов и деталей;

- требуется меньшее количество тракторов для подготовки почвы к посеву.

Источники информации.

1. Рыков В.Б., Таранин В.И. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат. Патент РФ на изобретение №2210198, МПК ⁷ А 01 В 49/02, бюл. №23 от 20.08.2003.

2. Юнусов Г.С. и др. Комбинированное почвообрабатывающее орудие. Патент РФ на изобретение №2259699, МПК⁷ А 01 В 49/02. 2004 г.

3. Юнусов Г.С. и др. Комбинированная почвообрабатывающая машина. Патент РФ на изобретение №2248684, МПК А 01 В 49/02, от 27.03.2005 г.

4. Ernest H. Williams, Charles A. Williams. Vertical rotating tiller. U.S. Patent, US 6,564,878B2, May 20, 2003.

5. Зимагулов А.Х. Новая технология подготовки почвы и посева // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, №4, с.16...17.

1. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий плуг, навеску, механизм поворота, раму с опорным колесом, измельчитель, снабженный механизмом привода, отличающийся тем, что измельчитель выполнен в виде барабана, на цилиндрической поверхности которого установлены зубья по ромбовидной схеме, причем измельчитель прикреплен к раме с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси, а рама шарнирно связана с механизмом поворота с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и поворота в горизонтальной плоскости, при этом измельчитель снабжен механизмом привода от заднего колеса трактора с возможностью включения и выключения привода в зависимости от опускания и подъема плуга при движении трактора.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что механизм привода с передаточным отношением 0,1...0,2 выполнен в виде телескопической карданной передачи и редуктора, на входном вале которого установлен шкив и предохранительный механизм, причем на цилиндрической поверхности шкива приварены металлические прутки с возможностью зацепления с протектором заднего колеса трактора.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что ось вращения измельчителя расположена в горизонтальной плоскости под углом 95...100° к направлению движения трактора.