Комбінований ґрунтообробний агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід

Комбінований ґрунтообробний агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід, який містить хребетну поздовжню балку (1) з опорним колесом (9) на задньому кінці і основну раму (2), під якою послідовно, починаючи спереду, встановлені: два блоки дискових борін (5) з похилими дисками, що перекочуються, ґрунторізи (7) на вертикальних стійках, розташованих у шаховому по C2 2 85934 1 3 85934 шляхом включення гідромотора "на реверс" для обертання зірочки і ланцюгового контуру в протилежному напрямі [див. патент Росії №2034422 з класу А01В19/02, опублікований 10.05.95р. в Бюл. №13]. Основним недоліком цього сільськогосподарського агрегату є те, що він не забезпечує суцільну підготовку ґрунту під посів за один прохід. Це пов'язано з тим, що боронування ґрунту за допомогою ланцюгового модуля забезпечує тільки лише її крапкову поверхневу обробку шляхом "проколювання" ґрунту з убами ланцюга з частотою, у залежності від розмірів (довжини) і кількості зубів на кожній ланці ланцюгового шлейфа. Однак при підготовці ґрунту під посів цього недостатньо, оскільки зуби ланцюгового шлейфа, через конструктивні особливості, не можуть ні підрізати коріння рослин, ні видаляти залишки рослинного походження, ні забезпечити суцільне рихлення або розшарування ґрунту по всій площі дільниці, що оброблюється. Тому при підготовці ґрунту під посів за один прохід агрегату така крапкова обробка повинна здійснюватися тільки лише після попередньої суцільної її оранки. Але відомий сільськогосподарський агрегат в своїй конструкції не містить вузлів, що забезпечують суцільну обробку ґрунту за допомогою плуга, або плоско-різа, або іншого аналогічного ним робочого органу. Цей недолік усунений в сільськогосподарському агрегаті, який містить навішаний на самохідний транспортний засіб багатокорпусний плуг з хребетною балкою, на якій встановлені плужні корпуси, і сполучену з ним борону, виконану у вигляді ланцюгового модуля, що вільно обертається зубами, що рихлять, на ланках ланцюга. На хребетній балці встановлений, з можливістю повороту у вертикальній 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 ґр унту під посів за один прохід [див. патент України №18969 з класу А01В49/02, опублікований 25.12.97р. 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 4 ґрунту, яку звичайно не вдається усун ути 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 трикутн у 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, 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 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 А01В19/02, опублікований 27.02.98р. 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 то що), огинають їх, але не руйнують, отже, не забезпечують суцільність обробки ґрунту. Оскільки опорні колеса агрегату по нерівній поверхні ґрунту, то викликають коливання рами агрегату у вертикальній площині. А тому, що плоскорізи жорстко пов'язані із згаданою рамою, то при коливанні останньою, плоскорізи будуть постійно змінювати глибину зрізування шару ґр унту, 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 5 85934 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. Незахищеність плоскорізів від зносу і їх невеликий розмір, скопичення рослинних залишків на вертикальних стойках, обмежує термін служби відомого сільськогосподарського агрегату, а його експлуатація робить процес обробки ґрунту високовитратним. Найбільш близьким за своєю сутністю і ефекту, що досягається, і що приймається за прототип, є комбінований 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 зуб'ями, 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 перекочуються, закріплених на рамі попереду ланцюгового шлейфу, а також попереду блоків дискових борін встановлені ґрунторізи на вертикальних стійках у шахо вому порядку. При рушенні цього комбінованого сільськогосподарського агрегату по полю (за допомогою енергона-сиченого 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 А01В19/02 опублікований 15.12.2005 року у Бюл. №12 за 2005 рік]. Основним суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є обмеженість області його використання. Його недоцільно використовувати на полях, на яких вирощувалися такі сільськогосподарські культури, як кукурудза, соняшник, сорго, тобто таких, що після збирання врожаю на полі залишаються досить могутні стовбури, які відомий сільськогосподарський агрегат знищити не може, оскільки для цього в його конструкції немає відповідних робочих органів. Так, при рушенні по такому полі відомого агрегату, ґр унторізи зрізають верхній шар ґрунту, та ніяк не впливають на вертикальні стовбури рослинного походження. Далі ці стовбури, залишившись у вертикальному положенні проходять крізь диски 6 блоків борін, практично не пошкоджуюся ними і потрапляють до ланцюгового шлейфу, якому вони перешкоджають здійснювати обробіток ґрунту оскільки підіймають догори. Тому поле, яке було забруднено такими стовбурами, після проходу відомого агрегату, залишається таким же ж забрудненими ними, що ускладнює подальше виконання сільськогосподарських робіт та погіршує умови для проростання нових культур. Оскільки ланцюговий шлейф піднімається рослинними залишками догори, він не може повністю виконувати свою функцію, що призводить до погіршення якості обробки ґрунту. Другим суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є те, що його застосування викликає підвищену ві трову ерозію ґрунту через потрійне його подрібнення та ворушіння, що призводить до утворення занадто великої частки пилової фракції, притиснути яку по поверхні ґрунту у агрегаті немає відповідних знарядь. Крім того, розпушення ґрунту без його подальшого прикочення викликає підвищену втрату вологи з глибини ґрунту, але відсутність прикочуючи х органів у конструкції відомого агрегату, не дозволяє зберігати вологу у ґрунті, що є невдосконаленістю відомого агрегату. Другим суттєвим недоліком відомого сільськогосподарського агрегату є великі його габаритні розміри, що утр уднює його пересування по шляха х. Наявність цього недоліку пояснюється відсутністю засобів для згортання рами й хребетної балки. Таким чином, відомий агрегат, через невдосконаленість конструкції, має обмежене використання, не дозволяє чистити поле від залишків рослинного походження та не забезпечує зберігання вологи у ґр унті та зберігання останнього від вітрової ерозії. В основу винаходу поставлена задача розширення функціональних та експлуатаційних можливостей сільськогосподарського ґрунтообробного агрегату з одночасним підвищенням якості обробки ґрунту за рахунок гарантованого подрібнення стовбурів рослинних залишків та зменшення вітрової ерозії ґрунту з одночасним утворенням умов для збереження вологи у ґрунті шляхом зміни послідовності розташування робочих органів у агрегаті, оснащення додатковими робочими органами та виконання крупно габаритних елементів складаними. Рішення поставленої задачі досягається тим, що комбінований ґрунтообробний агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід, який містить хребетну поздовжню балку з опорним колесом на задньому кінці і основну раму, та з'єднаний з нею гнучкий робочий орган, який виконаний у вигляді ланцюгового шлейфу, що обертається, із зуб'ями, що спушують ґрунт, та містить два блоки дискових борін, диски яких встановлені в нахилом і перекочуються, закріплених на рамі попереду ланцюгового шлейфу, а також містить на рамі ґрунторізи на вертикальних стійках, встановлених у шаховому порядку, згідно пропозиції, на основній рамі, починаючи з її спочатку, встановлені послідовно підпружинений грейдер, блоки дискових 7 85934 борін, ґрунторізи на додатковій рамі, ланцюговий шлейф, опорне заднє колесо з можливістю регулювання за висотою, за яким розташовані блоки гідрофікованих прикочуючи х котків, які мають можливість розгортатися/згортатися у двох напрямах відносно хребетної балки за допомогою гідроциліндрів, причому диски блоків дискових борін заходять один за одного та наділені чистиками у вигляді ланцюжків, що огинають їхні вали між дисками, а додаткова рама з ґрунторізами має можливість регулюватися за висотою за допомогою гідроциліндрів, а також основна рама поділена вздовж хребетної балки та має можливість обертатися відносно неї за допомогою гідроциліндрів, крім того, робочі ділянки дисків дискових борін та ґрунторізів мають крапкове наплавлення зі зносостійкого матеріалу. Завдяки наявності грейдерів, рослини чи стовбури пригинаються ними до поверхні ґрунту, що гарантує їх подальше розрізання дисками дискових борін на окремі невеликі частини, які не заважають польовим роботам, досить швидко згнивають у ґрунті, перетворюючись на біологічні добрива. Ланцюжкові чистики між дисками запобігають застрявання в них залишків рослинного походження, а також грудок ґрунту. Диски дискових борін одночасно розрізають ґрунт на окремі смуги, що знижує навантаження на ґрунторізи. Розрізані стовбури чи рослини не заважають роботі ланцюгового шлейфа, який спушує та розрівнює ґрунт, «вичісує» корені зі поверхневого шару ґр унту. Завдяки наявності прикочуючих котків, розпушений ґрунт остаточно розрівнюється і декілька ущільнюється, що знижує вітрову ерозію ґрунту та створює умови для зберігання вологи у ґрунті. Все це сприяє якості обробки ґрунту за один прохід агрегату та, як наслідок, підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Оснащення запропонованого агрегату гідросистемою з гідроциліндрами, а також виконання його вузлів зворотними, дозволяє агрегат переводити у компактний транспортний стан, що робить його зручним при транспортуванні по шляхам. Сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображене наступне: Фіг.1 - загальна схема комбінованого ґрунтообробного агрегату для підготовки ґрунту під посів за один прохід, що пропонується, вигляд зверху; Фіг.2 - те ж саме, вигляд збоку. Запропонований комбінований ґрунтообробний агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід містить хребетну поздовжню балку 1 і основну раму 2. На передньому торці хребетної поздовжньої балці 1 розташована зчіпка 3 для з'єднання агрегату з енергонасиченим транспортним засобом (не показаний). На передньому краю хребетної і поздовжньої балки 1, на основній рамі 2 встановлений підпружинений грейдер 4, за яким розташовані блоки дискових борін 5. За блоками дискових борін 5 на додатковій рамі 6 розташовані на вертикальних стійках ґрунторізи 7, що розташовані у шаховому порядку. До заднього краю основної рами 2 (або до заднього краю додаткової рами 6 - не має значення) прикріплений ланцюговий шлейф 8. Потім, наприкінці хребетної поздовжньої 8 балки 1, розміщено опорне заднє колесо 9 з можливістю регулювання за висотою за допомогою гідроциліндрів 10. На задньому торці хребетної поздовжньої балки 1 розташовані блоки гідрофікованих прикочуючих котків 11. Консольні блоки прикочуючих котків 11 мають можливість підніматися догори за допомогою гідроциліндрів 12, а гідроциліндри 13 піймають догори всі блоки прикочуючих котків 11, що дозволяє зменшити габарити агрегату у дво х напрямах. Складатися має можливість також і основна рама 2 за допомогою гідроциліндрів 14. А за допомогою гідроциліндрів 15 додаткова рама 6 може підійматися чи опускатися для регулювання глибини занурення ґрунторізів 7. Диски блоків дискових борін 5 заходять один за одного та наділені чистиками у вигляді ланцюжків 16, що огинають їхні вали між дисками. Робочі ділянки дисків дискових борін та ґрунторізів мають крапкове наплавлення зі зносостійкого матеріалу. Подальша сутність винаходу пояснюється спільно з принципом роботи комбінованого ґрунтообробного агрегату для підготовки ґрунту під посів за один прохід. Перед початком експлуатації агрегату, його розташовують в загороді для розгортання основної рами 2, ланцюгових шлейфів 8 та блоків прикочуючих котків 11 у робочий стан. Далі встановлюють потрібну висоту задніх коліс 9 за допомогою гідроциліндрів 10 та глибину обробітку ґрунту гр унторізами 7 шляхом регулювання викоти додаткової рами 6 за допомогою гідроциліндрів 15. По завершенню цих операцій, та після зчеплення з енергонасиченим транспортним засобом, агрегат є підготовленим до роботи. При рушенні агрегату по полю підпружинений грейдер 1 пригинає до землі стовбури та інші рослини. Оскільки залишки рослинного походження опиняються у горизонтальному стані, автоматично утворюються найкращі умови для їх розрізання на окремі частини дисками блоків дискових борін 5. При цьому дискові борони не тільки подрібнюють рослинні залишки, але й розрізають ґрунт на окремі смуги. Таке розрізання ґрунту на смуги сприяє суцільному зрізанню верхнього шару ґрунту у горизонтальній площині за допомогою ґрунторізів 7, за рахунок зниження загального навантаження на ці робочі органи агрегату. Після обробки ґрунту ґрунторізами 7, він потрапляє під ланцюговий шлейф 8, де зазнає подальшого подрібнення та вирівнювання за шириною захвату. При цьому одночасно відбувається процес вилучення коренів рослин з розпушеного шару ґр унту. І останню операцію - ущільнення ґрунту - здійснюють блоки прикочуючих котків 11. Таким чином, запропонований агрегат за один прохід знищує стеблини та стовбури рослин, розрізає ґрунт вертикально та горизонтально, спушує його та виділяє кореневі системи рослин, розрівнює та прикочує, тобто, за один прохід повністю готує ґрун т під посів сільськогосподарських культур. Істотна відмінність об'єкта винаходу, що заявляється, від раніше відомих полягає в тому, що комбінований ґрунтообробний агрегат для підготовки ґрунту під посів за один прохід забезпечений спереду та ззаду додатковими робочими органами 9 85934 - грейдером та котками, які, завдяки визначеної послідовності розташування у сукупності з тими, що малися у конструкції, забезпечують якісну підготовку ґр унту з одночасним подрібненням рослинних залишків та зберігання вологи. Вказані відмінності, у сук упності, дозволяють підвищити якість підготовки ґрунту під посів, незалежно від попереднього його стану та забруднення рослинними залишками будь-яких розмірів. Наявність зворотних вузлів та оснащення агрегату гідросистемою дозволяють його переводити у компактний стан для транспортування. Жодний з відомих сільськогосподарських ґрунтообробних агрегатів не може володіти зазначеними властивостями, оскільки або взагалі не мають пристроїв для згину стебел рослин, або мають, але виконаних у вигляді вертикальних екранів [див., наприклад, патент України №66407], що неефективно, а також не мають 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: 10 - розширення функціональних можливостей за рахунок оснащення ґрунтообробного агрегату грейдером та прикочуючими котками; - розширення області використання з цієї причини; - висока ефективність подрібнення рослинних і стерньових залишків за рахунок того, що вони згинаються до горизонту грейдером; - зручність транспортування по шляхах за рахунок можливості згортання цілих вузлів агрегату у двох напрямах. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, в порівнянні з прототипом, можна віднести високу якість очищення ланів за рахунок подрібнення рослинних і стерньових залишків на досить дрібні фракції, що сприяє прискореному їх розкладанню в ґрунті (за один зимовий сезон), тим самим, збільшуючи родючість сільськогосподарських угідь, а також за рахунок підвищення врожайності з наслідок зберігання вологи у ґр унті. Економічний ефект від впровадження винаходу, в порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження енерговитрат на підготовку ґрунту за один прохід за рахунок поєднання декількох операцій, поетапного розрізання ґрунту, підвищення врожайності сільськогосподарських культур, економії коштів, палива і часу. 11 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 85934 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601