Комбінований культиватор-подрібнювач

Корисна модель відноситься до сільськогосподарської техніки, зокрема до машин з ротаційними робочими органами із горизонтальною віссю обертання. Відома ґрунтообробна машина - полицевий плуг, який забезпечує основний обробіток ґрунту на задану глибину [В.С.Гапоненко, Д.Г.Войтюк - Сільськогосподарські машини, - 6-е вид. - К.: Урожай 1992, - 448с.]. При такому обробітку досягається загортання рослинних залишків та добрив в нижній шар ріллі, глибоке підрізування коренів багаторічних бур'янів і розпушування верхнього шару. Однак ця операція є дуже енергоємною (на 1га оранки глибиною до 27см витрачається до 30л дизельного пального). При цьому на самопересування трактора затрачається до 30% потужності двигуна. Відомо, що тягове зусилля трактора передається на плуг, який виконує оранку, а опір робочим органам плуга дуже залежить від типу та вологості ґрунту. При цьому на важких ґрунтах за певних умов може значно зростати опір з одночасним утворенням брил. Одним із суттєвих недоліків полицевого плуга є також недостатнє подрібнення скиби. Відомим ефективним засобом розробки брил та дернини є фрези, наприклад в агрегаті АКР3,6 та КГФ-3,6 [B.C. Гапоненко, Д.С.Войлок - Сільськогосподарські машини, - 6-е вид. - К.: Урожай, 1992, - 448с.]. Але в цих машинах тягова реакція фрези не використовується для збільшення тягового зусилля трактора при оранці. Відомі також конструкції дискових машин, робочими органами яких є сферичні диски, об'єднані в секції [Войтюк Д.Г., Гаврилюк Г.Р. Сільськогосподарські машини. - К.: Урожай, 1994]. Дискування відбувається за рахунок розташування дисків під кутом атаки до напрямку руху машини. Недоліком вказаних знарядь при виконанні післязбирального обробітку ґрунту є мала ефективність подрібнення рослинних залишків за один прохід і, як наслідок низька ступінь перемішування їх з ґрунтом, що важливо при подальшому використанні поля. Відомі фрезерні машини, що включають робочий орган з вертикальною віссю обертання [Авторське свідоцтво СРСР №473488, кл. А 01 В 33/06, 1972]. Однак вони не забезпечують необхідної якості обробітку ґрунту та мають великі енерговитрати. Відома фрезерна машина, що складається з розміщених поперек напрямку її руху, обертаючих навколо вертикальних осей роторів з розрихлювачами [Патент Англії №1552971, кл. А1В, 1979]. Недоліком цієї машини є те, що при обробітку ґрунту, засміченого кореневими та листостебловими залишками, вона недостатньо їх подрібнює та забивається ними. Відома близька за призначенням комбінована машина, яка включає активні і пасивні робочі органи. Основним робочим органом служить фрезерний барабан з двоярусним розміщенням ножів. Фрезерний барабан складається з вала, на якому встановлені диски з Г-подібними ножами. Фрезерні робочі органи подрібнюють пожнивні залишки і ґрунт першим і другим ярусами, поступово збільшуючи глибину обробітку. Потім рухаються плоскорізальні лапи, які подрібнюють пласт в третьому ярусі на більшу глибину. Голчаста борона, яка рухається ззаду, додатково розпушує ґрунт, вирівнює поверхню і ущільнює верхній шар [Листопад Д.Н. та ін. Фрезерні ґрунтообробні машини / Д.Н.Листопад, М.П.Лювасенко. - К.: Урожай, 1985]. Недоліком даної машини є висока енергомісткість агрегату, тому що фрезерний барабан працює по всій ширині захвату. Відстань між дисками збільшена для досягнення поярусного обробітку без забивання барабана, однак це призводить до збільшення відігнутої частини ножа, що в свою чергу спричиняє збільшення навантаження і внутрішніх напружень ножів та ставить підвищені вимоги до їх виготовлення. Близьким по конструкції до винаходу є культиватор-гребнеутворювач фрезерний, що складається з рами, на якій змонтовані робочі органи - фрезерні секції і окучники [Рекомендации по применению фрезерных культиваторов в овощеводстве / Т.А.Тихонова. - К.: Колос, 1980]. Культиватор за один прохід виконує профілювання ґрунту, фрезерування його поверхні і рядкове внесення добрив при передпосівному обробітку. Недоліком вказаної конструкції культиватора-гребнеутворювача є невідповідність вимог, які ставляться до основного обробітку ґрунту. Після проходження агрегату залишається гребениста поверхня поля, що погіршує подальший обробіток ґрунту, а також обробіток в міжряддях вимагає додаткових витрат енергії. Крім того, при основному обробітку рядкове внесення добрив недоцільно. Як прототип прийнято машину за [патентом №29342 А01В33/00, 2008], що містить раму, на якій змонтовано фрезерні секції, розподільники та вирівнювальні щитки. Дана конструкція машини забезпечує ефективне використання поєднаних активних і пасивних робочих органів для обробітку ґрунту після збирання грубо стеблових культур за один прохід. При цьому залишається помітний недолік - згорнена маса рослинних залишків недостатньо підготовлена до подрібнення фрезерними секціями. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення машини для обробітку поля після збирання грубостеблових культур шляхом поєднання пасивних розподільників, що працюють у зонах міжрядь, з фрезерними секціями в зонах рядків, що дозволяє забезпечити якісне подрібнення і загортання рослинних залишків по всьому фронту ширини захвату за один прохід агрегату; ефективне використання енергії, що витрачається на привод фрезерних барабанів, а тим самим досягти можливості збільшення ширини захвату агрегата та його продуктивності; залишити вирівняну і чисту від рослинних залишків поверхню поля. Поставлена задача досягається тим, що у комбінованому культиваторі-подрібнювачі, що містить раму, змонтовано фрезерні секції, розподільники, плоскі дискові ножі, притискні лижі та вирівнювальні щитки. Активні робочі органи розміщені лише на окремих ділянках - в зонах подрібнення (по рядках посіву). Подрібнення залишків по всьому фронту ширини захвату досягається за допомогою розподільників, які спрямовують стебла і інші рослинні залишки, що залишились в міжряддях, в зони подрібнення. Для надійного захоплення, отримання листостеблової маси, притискання до ґрунту та кращого подання згорнених рослинних залишків на робочі секції фрезерних барабанів, позаду розподільників по рядках посіву змонтовані притискні лижі. Для запобігання забиванню розподільників встановлені плоскі дискові ножі. Завдяки тому, що подрібнення рослинних залишків відбувається лише в зонах рядків, енергія на фрезерування використовується ефективно (не використовується на обробіток ґрунту в міжряддях). Вирівнювання поверхні поля досягається спрямуванням ґрунту фрезерними секціями по різні боки за допомогою ребер вирівнювальних щитків. Запропоноване нами технічне рішення пояснюється ілюстраціями: Фіг.1 - комбінований культиваторподрібнювач, вигляд збоку; Фіг.2 - вигляд зверху; Фіг.3 - принцип роботи комбінованого культиватораподрібнювача. Комбінований культиватор-подрібнювач містить раму 1, на якій розташовані розподільники 2, фрезерні секції 3, плоскі дискові ножі 4, вирівнювальні щитки 5 та притискні лижі 9. Фрезерні секції 3 включають приводи 6, фрезерні барабани з Г-подібними ножами 7 та вирівнювальні щитки 5. Розподільники 2 - це розпушувальні лапи з напрямними крилами, які розташовуються перед фрезерними секціями в міжряддях. Попереду машини встановлені закріплені на рамі 1 опорні колеса 8. Працює комбінований культиватор-подрібнювач таким чином. При переміщенні машини вздовж рядків поля після збирання грубо стеблових культур розподільники 2 рухаються в міжряддях, розпушуючи ґрунт і транспортуючи залишені після збирання стебла та інші рослинні залишки в зони подрібнення (до рядків), де вони подрібнюються ножами 7 фрезерних секцій 3 і перемішуються з ґрунтом. Забиванню розподільників 2 грубостебловими рослинними залишками запобігають плоскі дискові ножі 4, що перерізують довгі стебла. Завдяки цьому рослинні залишки потрапляють тільки на бокові стінки напрямних крил розподільників, якими вони вільно переміщуються та згортаються на рядки посіву грубостеблових культур. Після подання розподільниками 2 грубостеблової маси, притискні лижі 9, що працюють по рядках посіву, надійно захоплюють, стримують її та притискають до ґрунту, завдяки чому відбувається краще подання згорнених рослинних залишків на робочі секції фрезерних барабанів. Фрезерні барабани працюють в зонах подрібнення. Ґрунт і рослинні залишки, які відкидаються ножами, вдаряються в кожухи фрезерних секцій 3 і за допомогою напрямних ребер вирівнювальних щитків 5 розподіляються по фронту руху агрегату, вирівнюючи поверхню поля. Таким чином, запропонована схема комбінованого культиватора-подрібнювача зменшує енерговитрати на обробіток, що дозволяє збільшити ширину захвату агрегату, підвищити його продуктивність, поліпшити якість подрібнення і перемішування з ґрунтом рослинних залишків, сприяє надійній роботі машини.