Спосіб комбінованого безполицевого обробітку грунту і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до способів 1 знарядь обробітку гр унту, направлених на протиерозійний захист гр унту. Відомий спосіб обробітку грунту з перевертанням скиби за допомогою лемішно-полицевих плугів, наприклад, плуг ПЛН-4-35, в тому числі ярусна оранка з використанням ярусних плугів, наприклад, плугПНЯ-250.І1]. Основним недоліком процесу оранки являється його висока енергомісткість. На неї приходиться приблизно 40% всіх енерговитрат в рослинництві. Відомо, що оранка сприяє також І більш швидкому зниженню вмісту органічної речовини і приводить при цьому до витрати гумусу. Крім того, робота плугів суироводжується тиском на леміші І полиці порядка 800... 1000 кПа, що вище контактних тисків, що розвивають рушії тракторів і сільгоспмашин 1 приводить до утворення підорного ущільненого шару 1 ущільнених грудок в орному шарі. Експериментально показано, що під час роботи плугів щільність грунту в таких грудках в 1,24 рази більша, ніж в тому ж шарі до обробітку, а щільність грунту дна борозни в 1,5...2 рази більша, ніж щільність грунту в шарі на рівні дна борозни до приходу плуга. Відомий спосіб поверхневого обробітку гр унту (глибина обробітку 8... 15 см), що здійснюється за допомогою парових культиваторів, наприклад культиватор КПН-4,2 [1]. При цьому способі обробітку гр унту робота стрільчатих культиваторних лап забезпечує відносно рівномірне розпушування грунту по глибині, причому надмірного тиску на робочих поверхнях лап не виникає І примусового руйнування його структури при оптимальній вологості практично не відбувається. Тобто претензій з екологічної точки зору до цих знарядь немає. Недоліком цього способу являється мала глибина обробітку, що не завжди відповідає агротехнічним вимогам передпосівного обробітку грунту для тих чи інших сільськогосподарських культур. Збільшення ж глибини обробітку стрільчатого лапою приводить до тих же наслідків, що й при оранці: до збільшення щільності підорного шару, щільності ґрунтови х гр удок ΐ нерівномірності розпушування грунту по глибині. Відомий також спосіб, прийнятий автором за прототип, безполицевого обробітку грунту на глибину до 40 см, що здійснюється за допомогою глибокорозпушувачів з плоскорізними робочими органами, наприклад [1]. Загальний недолік відомих способів обробітку грунту глибокорозпушувачами з плоскорізними і іншими робочими органами являється їх висока енергомісткість, особливо при обробітку надзвичайно ущільненого в засушливі роки грунту, коли спостерігаються значні труднощі з заглибленням робочих органів, порушенням стійкості їх р уху, виглиблення при підвищенні швидкості руху і навіть поломки стояків глибокорозпушувачів. Спостереження показали, що після кожного проходу глибокорозпушувачів частина верхнього шару грунту просипається в нижні шари, а нижні шари поступово переміщується вгору. Ці невеликі, на перший погляд, міграційні процеси ґрунтових часток по вертикалі з часом приводять до того, що орний гумусний горизонт стає "розбавленим" менш родючими підорними шарами грунту. З іншої сторони такі глибокорозпушувачі надзвичайно нерівномірно розпушують шар по глибині; верхня його частина виявляється неприпустимо глибистою, а нижня - зі зруйнованою структурою, так як тиск на робочих поверхнях глибокорозпушувачів залишається практично рівним з тиском на лемішах плужних корпусів і перевищує границю міцності грунту на стиснення, тому процес руйнування його структури інтенсифікується, Так що, незважаючи на те, що лапові глибокорозпушувачі направлені на протиерозійних захист гр унту, екологічна придатність їх виявляється недостатньою. Крім того, конструкція робочих органів глибокорозпушувачів не дозволяє знищити бур'яни, коренева система яких в основному знаходиться в верхніх горизонтах шару грун ту, що обробляється. Знищення бур'янів і неякісне розпушування верхнього шару усувається додатковим поверхневим обробітком грунту при повторних проходах, що в значній мірі підвищує тр удомісткість і єнергомісткість і без того енергомісткого процесу розпушування грунту. Задача, на вирішення якої направлений винахід- підвищення якості і екологічності обробітку грунту при його глибокому розпушуванні, а також зниження трудомісткості і енергомісткості процесу обробітку грун ту. Поставлена задача вирішується тим, що для безполицевого глибокого розпушування на агротехнічно обгрунтовану глибину, пласт грунту обробляють пошарово і одночасно в декількох горизонтах за,один прохід, причому шар верхнього першого горизонту розпушують на глибину поверхневого обробітку грунту, а розпушування кожного з наступних шарів більш нижніх горизонтів здійснюють на ту ж чи меншу глибину, що і шар першого горизонту і таким чином, що шар, який лежить вище перебуває ще в підви щеному стані і не торкається шару більш нижнього горизонту, так що в початковий період розпушування кожного з нижніх шарів загального оброблюваного шару протікає в умовах поверхневого обробітку грунту, аналогічно розпушуванню шару гр унту верхнього першого горизонту, що здійснюється пристроєм виконаним у вигляді багатоярусного плоскорізного знаряддя, на кожному з гряділей якого встановлено по декілька плоскорізних робочих органів, наприклад: два, три чи чотири, уступом один за одним так, що кожний з наступних робочих органів розміщувався б нижче попереднього на величину, що дорівнює чи трохи меншу глибини руху попереднього вище розміщеного робочого органа і вслід за ним по напрямку руху на відстані, але на такій, що не перевищує відстані, при якій шар грунту, що лежить вище, що розпушується попереднім робочим органом, знаходився б ще в підвішеному стані І торкався б нижнього шару гр унту в початковий момент кого розпушування, причому, в якості плоскорізних робочих органів використані культиваторні універсальні стрільчаті лапи, при цьому кожна з лап першого верхнього ряду обладнана ножем, виконаним у вигляді пластини, вертикально встановленої по вісі симетрії лапи і має дві нахилені різальні кромки, які розміщені по обидві сторони площини лез лапи і сходяться спереду лапи в точці, розміщеній на тій же площині, а кожна з лап останнього нижнього ряду обладнана п'яткою. Опорна поверхня п'ятки розміщується в площині лез лапи, причому кожна з наступних лап, закріплених одна за одною на гряділі має ширину Захвату, рівну чи меншу, ніж попередня, а самі гряділі зі стрільчатими універсальними лапами закріплені жорстко на рамі робочих органів, шарнірно встановленій на основній несучій рамі з опорними колесами і обладнаній важільним механізмом з гідроциліндром, який служить механізмом заглиблення і виглиблення лап пристрою при опущеній в робоче положення основної несучої рами, на якій спереду перед кожним гряділем проти вертикально розміщених ножів першого верхнього ряду універсальний стрільчатих лап закріплені дискові ножі, що обертаються, з вирізами по їх периферії, а позаду на рамі робочих органів встановлено дискові батареї, кожна пара вирізних дисків яких розміщена симетрично відносно площини симетрії стрільчатих лап гряділя і таким чином, що відстань між дисками батарей вдвічі менша відстані між суміжними стрільчатими лапами по ширині захвату. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображена технологічна схема способу комбінового безполицевого обробітку гр унту методом пошарового розпушування оброблюваного пласта грунту; на фіг.2 пристрій для здійснення способу комбінованого безполицевого обробітку грунту, вид збоку; на фіг.3 - той же пристрій, вид зверху; на фіг. 4 -універсальна стрільчата лапа з вертикально встановленим ножем; на фіг.5 універсальна стрільчата лапа з опорною п'яткою. Спосіб комбінового безполицевого обробітку грунту здійснюється пристроєм, який являє собою багатоярусне плоскорізне знаряддя, що включає основну несучу раму І з опорними колесами 2 (дис.фіг.2 і 3). На опорній несучій рамі 1 шарнірно встановлена рама робочих органів 3, яка за допомогою важільного механізму, що складається з валу підйому з важелем А, гідроциліндра 5 І важелів 6 може підніматися чи опускатися поворотом відносно шарнірів 7 при виглибленні чи заглибленні робочих органів за допомогою тяг 8. На рамі робочих органів 3 жорстко закріплені гряділі 9 на яких за допомогою тримачів 10 стопорними болтами 11 жорстко посаджені плоскорізні робочі органи, в якості яких використані культиваторні універсальні стрільчаті лапи 12, 13, 14, 15 закріплені на стоянках 16,17,18,19. Культиваторні лапи на гряділях встановлені уступом одна за одною так, що кожна з наступних розміщується нижче попередньої на величину, що дорівнює чи трохи меншу глибини руху попередньої вищерозміщеної лапи і вслід за нею по напрямку руху. Так, лапа 13 розміщується нижче лапи 17 на величину товщини шару, що обробляється лапою 12, тобто а2 ≤ а1, лапа 14 розміщується нижче лапи 13 на величину зазора, а лапа 15 - нижче лапи 14 на величину а4 ≤ а3. Зменшення товщини шару, що обробляється кожною з послідуючих лап, виязнане тим, що збільшення глибини залягання шару його щільність дещо зростає. При незначному збільшенні щільності грунту по глибині пласта, що обробляється, відстань між лапами по глибині може бути однаковою. Регулювання положення лап по глибині здійснюється переміщенням стояків лап в тримачах 10 вгору чи вниз з наступної їх фіксацією стопорними болтами 11. По напрямку руху культиваторні лапи на гряділі зміщені на відстані її, 12 і 13, величина яких не перевищує відстані, при якій шар грунту, що лежить вище, розпушений попередньою і розміщеною вище лапою, знаходився б в підвішеному стані І торкався б шару, розпущеного нижчележачою лапою в початковий момент його кришінкя. Мінімальна відстань по горизонталі між різальними кромками культиваторних лап визначається виразом де аі - товщина 1-го шару грун ту, що розпушується І-тою лапою; β - кут кришіння, чи кут на хилу робочої грані двогранного клина до горизонту; для культиваторної лапи кут кришіння β знаходиться в площині перерізу перпендикулярній ЇЇ лезу; φ- кут тертя грун ту по сталі. Для забезпечення вільного проходу гр удочок грунту в простір між поверхнями лап ця відстань може бути збільшена, але не перевищувати відстані, при якій виконується умова приведена вище. Параметри культиваторних лап, встановлених одна за одною на одному гряділі можуть бути не однаковими. Так, наприклад, лапи першого ряду 12, які обробляють верхній шар грунту товщиною а, який має велику кількість рослинних залишків можуть бути виконані у вигляді універсальних стрільчатих лап, а послідуючі у вигляді плоскорізних лап з більшим кутом розхилу лез. Крім того, для зменшення тягового опору, ширина захвату кожної послідуючої лапи може бути меншою ширини захвату попередньої, тобто в 4