Сільськогосподарський агрегат

Сільськогосподарський агрегат, що містить хребетну поздовжню балку, передні та задні опорні колеса, блоки дискових борін, раму з плоскорізами на вертикальних стійках, встановлених у ша 3 кальній і горизонтальній площинах, телескопічний брус. На консольному кінці телескопічного бруса закріплені опорне колесо і один кінець ланцюгової борони. Другий кінець ланцюгової борони закріплений на хребетній балці багатокорпусного плуга. За допомогою телескопічного бруса здійснюється натягнення ланцюгової борони і переклад її з транспортного в робочий стан і, навпаки, з робочого стану - в транспортний. При рушенні енергонасиченого транспортного засобу багатокорпусний плуг здійснює суцільну оранку ґрунту, а ланцюгова борона - її поверхневу обробку, забезпечуючи підготовку ґрунту під посів за один прохід [див. патент України № 18969 з класу А 01 В 49/02, опублікований 25.12.97 р. в Бюл. № 6]. Основним недоліком цього сільськогосподарського агрегату є те, що суцільна обробка ґрунту здійснюється за допомогою багатокорпусного плуга, який входить в його конструкцію. Цей традиційний спосіб обробки ґрунту (оранка за допомогою плуга) є енергоємним процесом і викликає підвищену вітрову і водну ерозію ґрунту. Тому країни з розвиненим сільським господарством (наприклад, США, Канада, Австрія, Німеччина тощо) вже давно відмовилися від оранки ґрунту плугом. Крім того, плуг в процесі обробки ґрунту неминуче формує подовжнє валяння з ґрунту і вивертає назовні грудки землі, які досягають значних розмірів. Внаслідок цього утвориться значна нерівність поверхні ґрунту, яку звичайно не вдається усунути за допомогою тільки однієї ланцюгової борони за один прохід агрегату. Таким чином, відомий сільськогосподарський агрегат не може забезпечити необхідної якості підготовки ґрунту під сівбу за один прохід, а його експлуатація вимагає підвищеної витрати паливно-мастильних матеріалів. Відомий також сільськогосподарський агрегат для швидкісного поверхневого ґрунту, що містить раму з опорними колесами на її торцях, на якій закріплена поперечна балка з вертикальними стойками, до якої прикріплені металеві плоскорізи, що мають трикутну форму, і розпірна штанга для натягнення ланцюгового модуля, що обертається, з зубами, що рихлять, на ланках ланцюга, встановленого в задній частині рами. Плоскорізи виконані у вигляді суцільних трикутних сегментів із зміцненої сталі і мають можливість обертатися в горизонтальній площині відносно вертикальних стойок. Для цього на нижніх кінцях вертикальних стойок розміщені підшипники ковзання, що забезпечують вільне обертання плоскорізів. Зуби ланцюгового модуля прикріплені до його ланок перпендикулярно або похило до їх подовжньої осі. При цьому площина, що утворена кожною парою зубів, або перпендикулярна, або нахилена тільки в одному напрямі відносно площини ланки. Рама підтримується на певній відстані від поверхні ґрунту за допомогою опорних коліс. Відомий сільськогосподарський агрегат працює таким чином. При рушенні енергонасиченого транспортного засобу, плоскорізи, що обертаються, підрізують верхній шар ґрунту. При зустрічі плоскорізів з перешкодами вони обходять їх за рахунок повороту відносно вертикальних стойок, що знижує опір рушенню транспортного засобу, отже, знижує енергоємність 46785 4 процесу обробки ґрунту. Далі ланцюговий модуль, що обертається, рихлить шар ґрунту, який до цього був зрізаний плоскорізами. Таким чином, відомий сільськогосподарський агрегат забезпечує підготовку ґрунту під сівбу за один прохід [див. патент України № 21093 з класу А 01 В 19/02, опублікований 27.02.98 p. в Бюл. № 1]. Основним недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є те, що він не забезпечує необхідної якості обробки ґрунту під сівбу за один прохід, що зумовлено недосконалістю його конструкції. Так, наприклад, плоскорізи, що обертаються, зустрічаючись з перешкодою (камені, грудки, шари твердого ґрунту тощо), огинають їх, але не руйнують, отже, не забезпечують суцільність обробки ґрунту. Оскільки опорні колеса агрегату перекочуються по нерівній поверхні ґрунту, то викликають коливання рами агрегату у вертикальній площині. Враховуючи, що плоскорізи жорстко пов'язані із згаданою рамою, то при коливанні останньої, плоскорізи будуть постійно змінювати глибину зрізування шару ґрунту, тобто останній буде оброблятися нерівномірно за глибиною. Налипаючий на опорні колеса ґрунт, тільки лише посилює вертикальні коливання рами, що ще в більшій мірі викликає нерівномірність обробки ґрунту за глибиною і, навіть, може привести до поломки вертикальних стойок при їх заглибленні в ґрунт. Крім того, коли плоскоріз зрізає шар ґрунту в горизонтальній площині, він його залишає суцільним, а розпушити такий шар за допомогою зубів ланцюгового модуля досить складно, оскільки в зрізаному верхньому шарі ґрунту також можуть виявитися тверді дільниці, крапковий вплив на які за допомогою зубів, що рихлять, малоефективний. Оскільки вертикальні стойки оснащені плоскорізами, що обертаються, то вузли їх обертання (підшипники) повністю або частково знаходяться в ґрунті, а це неминуче приводить до їх забруднення землею, що, в свою чергу, викликає підвищений їх знос і підвищує імовірність відказу в роботі. А якщо вертикальна стойка зустрінеться з перешкодою (наприклад, твердою грудкою або каменем), може статися її вигин. У цьому випадку плоскоріз, вже, не розташовуючись в горизонтальній площині, взагалі не зможе обертатися і обробляти (зрізати) ґрунт. Все це говорить про низьку надійність відомого сільськогосподарського агрегату. Невеликий розмір плоскорізів, накопичення рослинних залишків на вертикальних стойках плоскорізів, обмежує термін служби відомого сільськогосподарського агрегату, а його експлуатація робить процес обробки ґрунту високовитратним. Найбільш близьким за своєю сутністю і ефекту, що досягається, та який приймається за прототип, є сільськогосподарський агрегат для швидкісного поверхневого обробітку ґрунту, який містить хребетну поздовжню балку з опорним колесом на задньому кінці і раму, та з'єднаний з нею гнучкий робочий орган, який виконаний у вигляді ланцюгового шлейфу, що обертається, із зубами, що спушують ґрунт, і який оснащено вертикальними пружними стійками для його кріплення за допомогою підшипників, та містить два блоки дискових борін, диски яких встановлені в нахилом і перекочують 5 ся, закріплених на рамі попереду ланцюгового шлейфу, а також попереду блоків дискових борін встановлені ґрунторізи на вертикальних стійках у шаховому порядку. При рушенні цього комбінованого сільськогосподарського агрегату по ланах (за допомогою енергонасиченого транспортного засобу), ґрунторізи підрізають верхній шар ґрунту, суцільність якого порушують блоки дискових борін, а ланцюговий шлейф «вичісує» своїми зубами з ґрунту корені скошених рослин, що дозволяє здійснювати обробіток ґрунту за один прохід агрегату [див. патент України № 55723 з класу А 01 В 19/02 опублікований 15.12.2005 року у Бюл. № 12 за 2005 рік]. Основним суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є те, що його експлуатація для обробітку ґрунту потребує додаткової потужності енергонасиченого транспортного засобу (а це, й додаткові витрати пального) через невдалу послідовність розташування робочих органів у складі агрегату. Так, першими у напрямі рушення агрегату встановлені плоскорізи, які підрізають верхній шар ґрунту суцільно за всією шириною захвату (щільність розташування плоскорізів забезпечує суцільність зрізання шару ґрунту. Враховуючи, що у верхньому шарі ґрунту знаходяться кореневі системи рослин, які, природно, переплетені між собою, шар, що зрізається, залишається суцільним і після зрізання, утворюючи надмірний опір руху енергонасиченому транспортному засобу. Крім того, зрізаний верхній шар утворює додаткове згинаюче навантаження на стійки плоскорізів, знов же ж через суцільність зрізаного шару ґрунту, викликану переплетенням кореневих систем. Знизити ж навантаження на стійки плоскорізів та опір рушенню енергонасиченого транспортного засобу можна, якщо шар ґрунту, який буде зрізатися, попередньо розрізати на смуги, але блоки дискових борін, які саме й призначені для цього, встановлені позаду плоскорізів. Отже, схема розташування робочих органів у відомому сільськогосподарському агрегаті, робить його невиправдано енерговитратним. Другим суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є те, що останнім елементом його конструкції є опорне колесо, до того ж лише одне. Оскільки позаду опорного колеса вже немає будь-яких робочих органів, воно залишатиме глибоку борозну у ґрунті оскільки перекочується по вже розпушеному ґрунту, що викликає локальну поздовжню нерівномірність обробки ґрунту, погіршуючи умови проростання культур у борозні, а через це й втрату частки врожаю . Ще одним суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є те, що його застосування для обробки ґрунту викликає підвищену вітрову його ерозію через подвійне його подрібнення та ворушіння, що призводить до утворення занадто великої частки дрібної та пилової фракції, для притиснення яких до поверхні ґрунту у агрегаті непередбачене відповідних знарядь. Крім того, розпушення ґрунту без його подальшого прикочення викликає підвищену втрату вологи з глибин ґрунту, але відсутність прикочуючих органів у конструкції відомого агрегату, не дозволяє зберіга 46785 6 ти вологу у ґрунті, що є черговою конструктивною невдосконаленістю відомого агрегату. І останнім, четвертим суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є його великі та незмінні габаритні розміри, що утруднює його пересування по шляхах під час транспортування до місця зберігання та переїзду на інші лани. Наявність цього недоліку пояснюється відсутністю засобів для зміни габаритів рами й хребетної балки, які до того ж виконані суцільними, що виключає можливість їхнього складання. Таки чином, відомий агрегат, через численні невдосконаленості конструкції, потребує витрати додаткової енергії енергонасиченого транспортного засобу (невдала послідовність робочих органів), не забезпечує рівномірність обробітку ґрунту за всією шириною захвату (залишення глибокої борозни від вузького колеса), не забезпечує зберігання вологи у ґрунті та зберігання останнього від вітрової ерозії (відсутність прикочуючого робочого органу) та незручний для транспортування по шляхах (не складна конструкція рами). В основу корисної моделі поставлена задача розширення функціональних та експлуатаційних можливостей сільськогосподарського агрегату з одночасним підвищенням якості обробки ґрунту та утворенням умов для збереження вологи у ґрунті за рахунок зміни технології однопрохідного обробітку ґрунту шляхом зміни послідовності розташування робочих органів у складі агрегату та додання додаткових робочих органів, виконання великогабаритних елементів агрегату складаними та зміни колесо-опорної схеми підтримання агрегату на певному рівні над ґрунтом. Рішення поставленої задачі досягається тим, що сільськогосподарський агрегат, який містить хребетну поздовжню балку, передні та задні опорні колеса, блоки дискових борін, раму з плоскорізами на вертикальних стійках, встановлених у шаховому порядку, згідно пропозиції, на рамі агрегату, починаючи з її спочатку, встановлені послідовно блоки дискових борін, плоскорізи, два опорні задні широкі колеса з можливістю регулювання за висотою, за яким розташовані блоки подрібнюючих барабанів, вирівнююча шина та блоки ущільнюючих котків, а також рама поділена вздовж хребетної балки та має можливість повертатися відносно неї за допомогою гідроциліндрів. Завдяки запропонованому розташування робочих знарядь сільськогосподарського агрегату, диски дискових борін попереднє розрізають ґрунт на окремі смуги, що знижує навантаження на плоскорізи. Широкі задні колеса не залишають глибокої колії на вже частково обробленому ґрунті. Подрібнюючи барабани розбивають грудки, а шина вирівнює (планує) ґрунт за площиною, який, на завершальному етапі прикочується ущільнюючими котками, що дозволяє уникнути вітрової ерозії ґрунту та створює умови для зберігання вологи у ґрунті. Все це сприяє якості обробки ґрунту за один прохід сільськогосподарського агрегату та, як наслідок, підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Оснащення запропонованого агрегату гідросистемою з гідроциліндрами, а також виконання його 7 рами зворотною, дозволяє запропонований сільськогосподарський агрегат переводити у компактний транспортний стан, що робить його зручним при транспортуванні по шляхам. Сутність запропонованої корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображена загальна схема сільськогосподарського агрегату для підготовки ґрунту під посів за один прохід, що пропонується, вигляд зверху. Запропонований сільськогосподарський агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід містить хребетну поздовжню балку 1 і раму 2, яка поділена на дві частини відносно хребетної балки 1. На передньому торці хребетної поздовжньої балці 1 розташована зчіпка 3 для з'єднання сільськогосподарського агрегату з енергонасиченим транспортним засобом (не показаний). На передньому краю рами 2 встановлені передні опорні колеса 4, за якими розташовані блоки дискових борін 5. За блоками дискових борін 5 на рамі 2 розташовані на вертикальних стійках плоскорізи 6, які розташовані у шаховому порядку на поперечних елементах рами 2. До заднього краю рами 2 прикріплені на підвісках (не показані через загальновідомість) блоки подрібнюючих барабанів 7, вирівнююча шина 8, яка може бути виконана з суцільної металевої пластини або гребінчастою, та блок ущільнюючих котків 9. Рама 2 поділена вздовж хребетної балки 1 та має можливість повертатися відносно неї за допомогою гідроциліндрів 10 до упору у обмежуючі елементи 11, які запобігають перехрещення двох половин рами 2, коли вони знаходяться піднятими догори (у транспортному стані). Під рамою 2 розташовані задні опорні колеса 12 з можливістю регулювання за висотою за допомогою гідроциліндрів 13, що дозволяє регулювати глибину обробітку ґрунту. Подальша сутність корисної моделі пояснюється спільно з принципом роботи запропонованого сільськогосподарського агрегату. Перед початком експлуатації сільськогосподарського агрегату, його заздалегідь розташовують у загоні для розгортання основної рами 2 Переведення рами 2 у робочий стан). Далі встановлюють потрібну висоту задніх коліс 12 за допомогою гідроциліндрів 113 та саме так задають глибину обробітку ґрунту плоскорізами 6 По завершенню цих операцій, та після зчеплення з сільськогосподарського агрегату з енергонасиченим транспортним засобом, він становиться підготовленим до роботи. При рушенні сільськогосподарського агрегату по полю ґрунт розрізається дисками блоків дискових борін 5 на поздовжні смуги, одночасно перерізаючи кореневі системи рослин у ґрунті. Таке розрізання ґрунту на смуги сприяє суцільному зрізанню верхнього шару ґрунту у горизонтальній площині за допомогою плоскорізів 6, за рахунок зниження загального навантаження на ці робочі органи сільськогосподарського агрегату. Після обробки ґрунту плоскорізами 6, він потрапляє під подрібнюючи барабани 8, де зазнає подальшого подрібнення. Вирівнювання ґрунту за шириною захвату відбувається за рахунок впливу на нього вирівнюючої шини 8. І останню операцію - ущіль 46785 8 нення ґрунту - здійснюють блоки прикочуючи котків 9. Таким чином, запропонований сільськогосподарський агрегат за один прохід послідовно розрізає грунт вертикально та горизонтально, руйнує грудки, розрівнює та прикочує, тобто, за один прохід повністю підготовлює ґрунт під посів сільськогосподарських культур. Істотна відмінність об'єкта корисної моделі, що заявляється, від раніше відомих, полягає в тому, що запропонований сільськогосподарський агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід забезпечений ззаду додатковими робочими органами - барабанами шиною та котками, які, завдяки визначеної послідовності розташування у сукупності з тими, що малися у конструкції, забезпечують якісну підготовку ґрунту з одночасним подрібненням грудок та зберігання вологи. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють підвищити якість підготовки ґрунту під посів, незалежно від попереднього його стану. Наявність зворотних вузлів та оснащення запропонованого агрегату гідросистемою та гідроциліндрами дозволяють його переводити у компактний стан для транспортування та регулювати глибину обробітку ґрунту. Жодний з відомих сільськогосподарських ґрунтообробних агрегатів не може володіти зазначеними властивостями, оскільки або взагалі не мають пристроїв (барабанів, вирівнюючої шини, прикочуючих котків) у сукупності з іншими потрібними для обробки робочими органами (звичайно, котки використовують окремо, а це додаткові проходи агрегату, витрати палива тощо), та мають змогу згортатися лише за шириною [див., наприклад, патент України № 55722]). До технічних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - розширення функціональних можливостей за рахунок оснащення ґрунтообробного агрегату подрібнюючим барабаном, вирівнюючої шиною та прикочуючими котками; - розширення області використання з цієї причини; - зручність транспортування по шляхах за рахунок можливості згортання рами сільськогосподарського агрегату. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести високу якість обробітку ґрунту за один прохід для збільшення родючості сільськогосподарських угідь, а також за рахунок підвищення врожайності з наслідок зберігання вологи у ґрунті. Економічний ефект від впровадження корисної моделі, в порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження енерговитрат на підготовку ґрунту за один прохід та за рахунок поєднання декількох операцій, поетапного розрізання ґрунту, підвищення врожайності сільськогосподарських культур, економії коштів, палива і часу. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці, складається із звичайних і відомих вузлів, не містить будь-яких елементів, деталей чи вузлів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку виробництва, зокрема, машинобудування, отже, прийнятне для промислового 9 46785 застосування, має певні переваги перед відомими сільськогосподарськими агрегатами аналогічного призначення через запропоновані конструктивні зміни, що підтверджує досягнення технічного результату об'єкту, що заявляється, в відомих джерелах інформації не виявлено подібних сільськогосподарських агрегатів із зазначеними у пропозиції суттєвими ознаками, а тому, вважається таким, що може отримати правовий захист. Після опису запропонованого сільськогосподарського агрегату, фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації агрегату, зокрема конструкцій дискових борін, розташування гідроциліндрів для повороту рами та задніх широких коліс тощо, можуть змінюватися у залежності від досягнень науки і техніки, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення, а тому вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів і Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 10 інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що до складу сільськогосподарського агрегату додатково додані блок подрібнюючих барабанів, вирівнюючи шина та блок ущільнюючих котків, розташованими у визначеної послідовності, і саме ці конструктивні зміни дозволила надбати запропонованому сільськогосподарському агрегату перераховані вище і інші переваги. Зміна запропонованого принципу розташування робочих знарядь на інші, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші, подібно описаному сільськогосподарські агрегати, вже не вимагатимуть будьякого творчого підходу від конструкторів і інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами у відповідності до діючого законодавства. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601