Борона-культиватор

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к орудиям для послойно-ярусной обработки почвы. Известна зубовая борона для выравнивания и рыхления пашни, включающая раму из продольных планок прямоугольного сечения и поперечных планок корытообразного сечения, на которой закреплены рабочие органы в виде зубьев [1]. Недостаток ее заключается в том, что она не обеспечивает ярусную обработку почвы и получение мелкокомковатого строения верхнего ее слоя. Известен прицепной культиватор УСМК-5, 4А для сплошного предпосевного рыхления и подрезания сорняков [2]. Культиватор имеет стрельчатые лапы с шириной захвата 85 и 150 мм - лапы-бритвы. Недостатком известного культиватора является то, что он осуществляет сплошное рыхление почвы с образованием глыб, не обеспечивая при этом хорошее прошение и ярусную обработку почвы. Известна конструкция бороны-культиватора ВНИИС-Р, выбранная в качестве прототипа [3]. Звено этой бороны включает шестирядную раму из планок прямоугольного сечения. Рабочие органы-зубья разной длины, расположенные по пять зубьев в каждом ряду, обеспечивают послойно-ярусную обработку почвы и мел кокомковатую ее разделку. В первом ряду размещены обычные зубья (длина 216 мм) для предварительного рыхления почвы, во втором ряду - короткие лапчатые зубья (176 мм) для рыхления почвы на глубину 20 мм, в третьем и четвертом - средние лапчатые зубья (196 мм) для рыхления почвы на глубину до 40 мм, в пятом и шестом - длинные лапчатые зубья (216 мм) для рыхления почвы на глубину 60 мм. Глубина обработки фиксируется четырьмя ограничителями глубины, размещенными вместе с лапчатыми зубьями. Мелкокомковатое строение почвы обеспечивается не только нарастанием длины последующи х лапчатых зубьев по сравнению с предыдущими, но также и конструкцией лапки, имеющей ширину загнутой и расплющенной части 46 мм с радиусом кривизны рабочей поверхности лапки зуба, равным 28 мм, и радиусом кривизны изгиба стойки этого зуба, равным 23 мм. Недостатком известной бороны-культиватора является выполнение лапчатых зубьев с радиусом закруглений рабочей части лапки, большим радиуса изгиба ее стойки, и с большой длиной стойки, что при работе на повышенных скоростях из-за увеличения тягового сопротивления зубьев не обеспечивает высокого качества обработки почвы и борьбы с сорняками. К конструктивным недостаткам относится и размещение ограничителей глубины вместе с зубьями, после чего на обработанной почве остаются полосы, что также снижает качество обработки ее. Задачей изобретения является создание бороны-культиватора, обеспечивающей уменьшение тяглового сопротивления зубьев при повышенных скоростях, чем достигается прошение почвы до мелкокомковатого строения, т. е. повышение качества обработки почвы. Поставленная задача решается тем, что в бороне-культиваторе, содержащей планки с жестко закрепленными на них, расположенными последовательными рядами зубьями и ограничителями глубины хода зубьев, при этом каждый зуб первого ряда выполнен прямым, а каждый зуб последующи х рядов - в виде закругленной в своей нижней, выступающей вперед части стойки с закрепленной на указанной части стойки лапкой с вогнутой рабочей поверхностью, причем каждый зуб имеет длину, равную длине зуба с лапкой, расположенного в последнем ряду зубьев, а длина зубьев с лапкой в промежуточных рядах последовательно уменьшается от задних рядов к передним, согласно изобретению, радиус кривизны рабочей поверхности лапки зуба меньше радиуса кривизны изгиба стойки этого зуба, при этом длина зуба с лапкой во втором ряду зубьев бороны составляет 0,75 длины прямого зуба, а длина зуба с лапкой, расположенного в третьем ряду 0,875 длины последнего, а каждый ограничитель глубины хода зубьев расположен позади зубьев первого ряда. В отличие от известной, предлагаемая борона-культиватор с модифицированными и укороченными в указанных соотношениях рабочими органами и с ограничителями глубины хода зубьев, расположенными позади зубьев первого ряда, обеспечивает более полное перекрытие обрабатываемой поверхности, улучшает рыхление почвы, крошение и мелкокомковатое строение почвы, а также уничтожение сорняков при работе на повышенных скоростях. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображается секция бороны-культиватора для послойной обработки почвы, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А; на фиг. 3 -лапчатый зуб, вид спереди; на фиг. 4 - лапчатый зуб, вид сбоку. Заявляемая борона-культиватор (фиг. 1, 2) включает пятирядную раму, состоящую из планок корытообразного 1 и прямоугольного сечения 2. В местах пересечения планок установлены зубья прямые и лапчатые. Зубья крепятся гайками. Всего на секции установлено 20 зубьев (по четыре зуба в каждом ряду). В первом ряду установлены прямые зубья 3 с длиной стойки 160 мм, во втором ряду - короткие лапчатые зубья 4 с длиной стойки 120 мм, в третьем ряду - лапчатые зубья 5 с длиной стойки 140 мм, в четвертом и пятом рядах - лапчатые зубья 6 с длиной стойки 160 мм. Для ограничения заглубления хода зубьев установлены позади зубьев первого ряда ограничители 7. Лапчатый зуб (фиг. 3.4) включает стойку 8 с радиусом кривизны ее изгиба R2, равным 34 мм, копьеобразную часть лапки 9 шириной 30 мм с самозатачивающейся режущей кромкой 10 шириной 5 мм и радиусом кривизны рабочей поверхности лапки R1, равным 55 мм. Борона-культиватор состоит из трех отдельных секций, бороносоединенных общим приспособлением, и может агрегатироваться как прицепное орудие с обычными сцепками, а как навесное - со сцепкой гидрофицированной (СГ-1) или другими. Борона имеет упрощенную и более прочную конфигурацию с модифицированными рабочими органами. Так, секция бороны включает пятирядную раму (фиг. 1), состоящую из более прочных планок корытообразного профиля 1. Борона-культиватор обрабатывает послойно-ярусно почву на глубину 2-6 см следующим образом. Прямые зубья 3 первого ряда предварительно рыхлят почву на глубину до 60 мм, предупреждая попадание больших комьев земли под лапки, предохраняют их от поломки при встрече препятствий. Короткие лапчатые зубья 4 второго ряда распушивают почву на глубину до 20 мм. Расположенные в третьем ряду средние лапчатые зубья 5 распушивают почву на глубину до 40 мм. Длинные лапчатые зубья с четвертого и пятого рядов распушивают почву на глубину 60 мм. Последовательное уменьшение длины лапчатых зубьев от задних рядов к передним на 20 мм и поочередное рыхление ими почвы соответственно на 20, 40 и 60 мм, а также особая конструкция лап с радиусом кривизны изгиба стойки R2, равным 34 мм, радиусом R1, равным 15 мм, кривизной рабочей поверхности лапки зуба шириной 50 мм с самозатачивающейся режущей кромкой 10 обеспечивает сплошное рыхление почвы одновременно как бы в трех слоях по горизонтали и в то же время - в вертикальном направлении. При этом улучшается качество обработки почвы. Она крошится до мелко-комковатого состояния на комочки диаметром 1-10 мм, не образуется глыбистость, а влажные нижние слои почвы не выворачиваются на поверхность, что улучшает условия прорастания семян. По нашим расчетам, при вхождении в почву лапки с радиусом кривизны рабочей поверхности ее (R1), меньшим радиуса кривизны изгиба стойки лапки (R2), оборачиваемость слоя и потери влаги являются минимальными. При увеличении этого радиуса, происходящее более интенсивное оборачивание обрабатываемого слоя вызывает потери влаги и уменьшение ее количества в зоне размещения семян. Размещение ограничителей глубины 7 позади первого ряда зубьев позволяет устранить полосы на обрабатываемой почве, которые неизбежны при размещении ограничителей вместе с зубьями, что положительно сказывается на качестве обработки почвы. В обеспечении сплошной послойно-ярусной обработки почвы и улучшении качества обработки при работе на повышенной скорости важное значение в устройстве имеет длина лапчатых зубьев. Конструкция с укороченными в сравнении с прототипом на 36 мм лапчатыми зубьями, в которой длина их во II-м ряду составляет 0,777, в III-м - 0,888 длины обычных зубьев I-го рядг, а в IV-м и V-м рядах длина их равна длине обычных зубьев, не обеспечивает высокого качества обработки почвы, так как работа на повышенной скорости увеличивает вибрацию конструкции, повышает расшатывание ее рабочих органов, что отрицательно сказывается на качестве обработки почвы. Конструкция с укороченными на 76 мм лапчатыми зубьями, которой длина их во II-м ряду составляет 0,714, в III-м - 0,857 длины обычных зубьев I-го ряда, а в IV-м и V-м рядах длина их равна длине обычных зубьев, неработоспособна при повышенной скорости агрегата из-за забивания ее пожнивными остатками и снижения качества обработки почвы. Конструкция с длиной лапчатых зубьев во II-м ряду - 120 мм, III-м - 140 мм, IV-м и V-м - 160 мм, что по отношению к длине обычных зубьев I-го ряда составляет соответственно 0,750; 0,875 и 1:1, является оптимальной, так как обеспечивает устойчивую работу конструкции и высокое качество послойно-ярусной обработки почвы на глубину 20-60 мм. Данные об эффективности изобретения представлены в таблице. Предлагаемая борона-культиватор в сравнении с прототипом обеспечивает следующие преимущества: 1. Возможность проводить обработку почвы при скорости 10-13 км/час. 2. Более чем в три раза повышается производительность агрегата. 3. Улучшается качество обработки почвы (увеличивается удельный вес почвенных фракций размером 110 мм) 4. Снижается засоренность посевов. 5. Повышается полевая всхожесть семян сахарной свеклы.