Ґрунтообробний агрегат

Реферат: Винахід належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до знарядь для обробки ґрунту. Заявлений ґрунтообробний агрегат містить раму зі встановленим на ній щонайменше одним культиватором-плоскорізом, виконаним у вигляді лемеша з сепаруючою решіткою, змонтованого на стояку, і роторний робочий орган з ножами, вісь обертання якого розташована над сепаруючою решіткою. Сепаруюча решітка містить передню частину для прийому піднятого лемешем шару ґрунту і задню частину, призначену для сходу великих фракцій розпушеного ґрунту. Вісь обертання робочого органу встановлена з можливістю переміщення як у вертикальному, так і горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки. Сепаруюча решітка виконана у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату. UA 109670 C2 (12) UA 109670 C2 Кожен вказаний проріз виконаний таким, що розширюється під кутом α=5-15° в напрямку від передньої частини до задньої частини сепаруючої решітки. Застосування винаходу забезпечує підвищення якості обробки ґрунту за рахунок оптимізації його насінного шару шляхом диференційованого пошарового укладання різнорозмірних агрегатів ґрунту, що утворюють підшари з різним структурним складом в оброблюваному шарі ґрунту перед посівом насіння та збільшення зручності експлуатації ґрунтообробного агрегату. UA 109670 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до знарядь для обробки ґрунту. Відомий ґрунтообробний агрегат, що містить раму зі встановленими на ній дисковими робочими органами, леміш з сепаруючою решіткою і роторний робочий орган з ножами для вертикального розтину ґрунту, вісь обертання якого розташована над лемешем з сепаруючою решіткою [див. авт. свід. СРСР № 1202499, опубл. 01.07.1986 р., М. кл. А01В 49/06]. Недоліком відомого ґрунтообробного агрегату є низька якість обробки ґрунту і висока енергоємність. Це обумовлено тим, що при обробці лемешем з великим кутом атаки відбувається грубе обробляння ґрунту з руйнуванням цілісності агрономічно корисних агрегатів ґрунту, що призводить до неможливості забезпечення необхідного структурного складу в оброблюваному шарі ґрунту, потрібного відповідно до прийнятих агротехнічних умов для певного виду культур. В той же час, для обробки ґрунту лемешем з великим кутом атаки потрібно велике тягове зусилля, що призводить до високої енергоємності агрегату. Відомий ґрунтообробний агрегат, прийнятий як найближчий аналог, містить раму зі встановленим на ній щонайменше одним культиватором-плоскорізом, виконаним у вигляді лемеша з сепаруючою решіткою, змонтованого на стояку, і роторний робочий орган з ножами, вісь обертання якого розташована над сепаруючою решіткою, що містить передню частину для прийому піднятого лемешем шару ґрунту і задню частину, призначену для сходу великих фракцій розпушеного ґрунту [див. авт. свід. СРСР № 1625356, опубл. 07.02.1991 р., М. кл. А01В 49/06]. Використання культиваторів-плоскорізів дозволяє понизити тягове зусилля, необхідне для роботи ґрунтообробного агрегату, що дозволяє знизити його енергоємність. Недоліком відомого ґрунтообробного агрегату є низька якість обробки ґрунту. Це обумовлено тим, що роторний робочий орган розміщений стаціонарно відносно сепаруючої решітки, тобто без можливості виставляти його в певне положення відносно останньої, що не дозволяє регулювати процес обробки ґрунту залежно від конкретних параметрів і стану оброблюваного шару ґрунту. Крім того виконання сепаруючою решітки, набраної із прутків круглого перерізу, утруднює процес її очищення від ґрунту, що налипає, що важливо при обробці важких глинистих ґрунтів. Як відомо, якість поверхневої, основної і передпосівної обробок визначається не стільки глибиною обробки, гребенеподібністю і брилоподібністю ґрунту, як такими основними агротехнічними параметрами ґрунту, як його структурний склад і щільність складання. Вказані параметри тісно пов'язані і якнайповніше характеризують основні фізичні, фізико-механічні і реологічні властивості ґрунту. Ці параметри повинні відповідати агротехнічним вимогам, які задаються і визначені культурами, що висіваються. Отже, оброблюваний шар ґрунту має бути диференційований за розміром фракцій, що входять до його складу по глибині обробки. При цьому насіння польових культур для проростання і прискореного розвитку кореневих систем вимагає, щоб в оброблюваному шарі домінували агрономічно корисні агрегати ґрунту розміром від 10 мм до 0,25 мм. Тільки у таких умовах забезпечується сприятливий водно-повітряний режим, помірно щільний контакт насіння з ґрунтом, ефективно використовуються елементи живлення. Відомо також, що найбільш високі вимоги до структурного складу ґрунту насіння, що висівається, пред'являє в насінному шарі ґрунту. Проте, стаціонарне розміщення роторного робочого органу відносно сепаруючої решітки не дозволяє забезпечити підвищення якості обробки ґрунту, залежно від конкретних параметрів і стану оброблюваного шару ґрунту, і не забезпечує отримання однорідного структурного складу в насінному шарі ґрунту. Задачею даного винаходу є створення ґрунтообробного агрегату, що забезпечує високу якість обробки ґрунту за рахунок оптимізації його насінного шару шляхом диференційованого пошарового укладання різнорозмірних агрегатів ґрунту, що утворюють під шари з різним структурним складом в оброблюваному шарі ґрунту перед посівом насіння та збільшення зручності експлуатації ґрунтообробного агрегату. Поставлена задача досягається тим, що у відомому ґрунтообробному агрегаті, що містить раму зі встановленим на ній щонайменше одним культиватором-плоскорізом, виконаним у вигляді лемеша з сепаруючою решіткою, змонтованого на стояку, і роторний робочий орган з ножами, вісь обертання якого розташована над сепаруючою решіткою, що містить передню частину для прийому піднятого лемешем шару ґрунту і задню частину, призначену для сходу великих фракцій розпушеного ґрунту, згідно з винаходом, вісь обертання робочого органу встановлена з можливістю переміщення як у вертикальному, так і горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки, при цьому сепаруюча решітка виконана у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги, які розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату, при цьому кожен вказаний проріз 1 UA 109670 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконаний таким, що розширюється під кутом α = 5-15° в напрямі від передньої частини до задньої частини сепаруючої решітки. Можливість регулювання положення осі обертання робочого органу, як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки, дозволяє настроювати ґрунтообробний агрегат для роботи в різних умовах, тобто для дотримання агротехнічних вимог різних культур, що пред'являються при посіві. При русі ґрунтообробного агрегату по полю культиватори-плоскорізи підрізують шар ґрунту, товщина (Н) якого відповідає вибраній глибині обробки ґрунту і агротехнічним вимогам для відповідної посівної культури. При цьому шар ґрунту, що зрізується, піддається попередньому руйнуванню і розпадається на агрегати (фракції) різної величини. Леміш кожного культиватораплоскорізу направляє верхній шар ґрунту, який зрізується на відповідну сепаруючу решітку. Розташований над сепаруючою решіткою роторний робочий орган призначений для виконання наступних робочих функцій, а саме, розпушування ґрунту і переміщення його уздовж сепаруючої решітки. При цьому, завдяки можливості переміщення його осі обертання у вертикальному напрямі, забезпечується регулювання глибини занурення ножів роторного робочого органу в розпушуваний (зрізаний) шар ґрунту, що знаходиться на сепаруючій решітці, а також регулювання часу контакту ножів з оброблюваним шаром ґрунту, що, зокрема, є особливо важливим при обробці важких глинистих ґрунтів, які властиві центральним і північносхідним регіонам України, агротехнічні вимоги до яких істотно розрізняються залежно від культур, що висіваються, вологості ґрунту, його температури та інших параметрів. В той же час, можливість переміщення вісі обертання робочого органу в горизонтальному напрямі відносно сепаруючої решітки, дозволяє забезпечити регулювання довжини (шляху) робочого контакту оброблюваного шару ґрунту з сепаруючою решіткою і, отже, сили тертя між розпушуваним шаром ґрунту і сепаруючою решіткою. Це регулювання дозволяє встановлювати зусилля розпушуваний, необхідне для руйнування легких ґрунтів, таких як піщані і супіщані ґрунти, які характерніші для південних областей України. Таким чином, як випливає з вищевикладеного, ножі роторного робочого органу розпушують ґрунт і переміщають отримані агрегати ґрунту уздовж сепаруючої решітки. При цьому найбільш дрібні агрегати ґрунту, переміщаючись по сепаруючій решітці від її передньої частини до задньої частини, просіюються крізь прорізи сепаруючої решітки і формують насінний шар ґрунту, забезпечуючи його однорідний структурний склад. При проходженні через зрізаний шар ґрунту, що знаходиться на сепаруючій решітці, ножі ворушать його, і витісняють великі агрегати ґрунту на поверхню зрізаного шару, які потім, при сході із задньої частини сепаруючої решітки, укладаються на сформований насінний шар ґрунту з однорідним структурним складом, закриваючи його і забезпечуючи сприятливі умови для тривалого збереження вологи в насінному шарі ґрунту. Виконання в сепаруючій решітці поздовжніх прорізів, що розширюються під кутом α = 5-15° в напрямі від передньої частини до задньої частини сепаруючої решітки, дозволяє підвищити міру структурування оброблюваного шару ґрунту, оскільки найбільш дрібні фракції розпушеного ґрунту просіюються в передній частині сепаруючої решітки, тобто раніше, ніж фракції, які просіюються в її задній частині, а великі фракції залишаються на сепаруючій решітці і сходять через її задню частину на поверхню обробленого шару ґрунту. Таким чином, можливість регулювання положення осі обертання робочого органу як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки, дозволяє забезпечити підвищення якості обробки ґрунту за рахунок створення однорідного структурного складу в насінному шарі ґрунту. Виконання сепаруючої решітки у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги, розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату, забезпечує зручність очищування сепаруючої решітки від налипання важкого глинистого ґрунту як безпосередньо в процесі роботи ґрунтообробного агрегату, так і під час зупинки ґрунтообробного агрегату та його обслуговуванні. Авторами даного винаходу встановлено, що, виходячи з умов проростання і розвитку рослин, оптимальний оброблюваний шар ґрунту перед посівом повинен відповідати наступним вимогам: - оброблюваний шар ґрунту повинен складатися з чотирьох підшарів: наднасінного, насінного, піднасінного і підорного; - з наднасінного під шару мають бути повністю видалені фракції ґрунту розміром більше 10 мм; - в насінному шарі має бути зосереджена найбільш цінна в агрономічному відношенні структура, що складається з фракцій ґрунту від 10 мм до 0,25 мм. 2 UA 109670 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Виконання вказаних вимог забезпечує хороший контакт насіння з ґрунтом, швидке його набрякання, проростання і безперешкодний розвиток коренів углиб ґрунту. На фіг. 1 зображений загальний вигляд ґрунтообробного агрегату; на фіг. 2 - вид А фіг. 1; на фіг. 3 - варіант виконання сепаруючої решітки; на фіг. 4 - інший варіант виконання сепаруючої решітки; на фіг. 5 - переріз А-А фіг. 4; на фіг. 6 - роторний робочий орган в комплекті з сепаруючою решіткою; на фіг. 7 - роторний робочий орган в комплекті з очисною гребінкою; на фіг. 8 - вид А фіг. 7. Ґрунтообробний агрегат містить раму 1 зі встановленими на ній, культиваторамиплоскорізами, кожен з яких виконаний у вигляді лемеша 2 з сепаруючою решіткою 3. Над лемешем 2, змонтованим на стояку 4, встановлений роторний робочий орган 5 з ножами 6, при цьому його вісь обертання розташована над сепаруючою решіткою 3. Сепаруюча решітка 3 містить передню частину 7, для прийому піднятого лемешем 2 шару ґрунту, і задню частину 8, призначену для сходу великих фракцій розпушеного ґрунту. Вісь обертання робочого органу 5 встановлена з можливістю переміщення як у вертикальному, так і горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки 3. При цьому фіксацію робочого органу 5 у вибраному положенні здійснюють за допомогою елементу 9, що зв'язує раму 1 із стояком 4. Сепаруюча решітка 3 виконана у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги 10, розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату. Кожен вказаний поздовжній проріз у смузі 10 виконаний таким, що розширюється під кутом α = 5-15° в напрямі від передньої частини 7 до задньої частини 8 сепаруючої решітки 3. Сепаруюча решітка 3 може бути також виконана з прутків 11 круглого поперечного перерізу, відстань між якими в передній частині 7 сепаруючої решітки 3 менша, ніж відстань між ними в її задній частині 8. У іншому варіанті виконання сепаруюча решітка 3 може бути набрана з поздовжніх елементів, переважно некруглого поперечного перерізу, наприклад трьох-, чотирьох-, п'яти-, шести-, восьмигранних стрижнів 12, віялоподібно прикріплених до передньої частини 7 сепаруючої решітки 3. Сепаруюча решітка 3 розміщена відносно роторного робочого органу 5, таким чином, що охоплює його на кут β = 45-60°, при цьому ножі 6 робочого органу 5 входять в поздовжні прорізи, виконані в сепаруючій решітці 3. Стояк 4, на якому розміщений леміш 2, встановлений безпосередньо за віссю обертання роторного робочого органу 5. На рамі агрегату встановлена очисна гребінка 13, призначена для очищення ножів 6 роторного робочого органу 5. Ґрунтообробний агрегат працює таким чином. Перед проведенням обробки ґрунту необхідно настроїти ґрунтообробний агрегат на певний режим роботи залежно від величини засміченості поля бур'янами, виду сільськогосподарської культури, під яку здійснюється обробка ґрунту, фізичних особливостей самого ґрунту і агротехнічних умов. Для цього заздалегідь встановлюють глибину занурення культиваторівплоскорізів, кожен з яких виконаний у вигляді лемеша 2, змонтованого на стояку 4, в ґрунт. Потім виставляють глибину занурення роторного робочого органу 5 за допомогою елементу 9, що зв'язує раму 1 із стояком 4, та фіксують у вибраному положенні так, щоб його ножі 6 увійшли до прорізів сепаруючої решітки 3. При цьому, за рахунок регулювання переміщення його осі обертання у вертикальному напрямі, встановлюється глибина занурення ножів 6 роторного робочого органу 5 в шар ґрунту, що знаходиться на сепаруючій решітці 3, що необхідно при обробці важких глинистих ґрунтів, а за рахунок переміщення осі обертання робочого органу 5 в горизонтальному напрямі відносно сепаруючої решітки 3 забезпечується регулювання довжини робочого контакту оброблюваного шару ґрунту з сепаруючою решіткою 3, що дозволяє встановлювати зусилля розпушування, необхідне для руйнування легкого ґрунту, такого як піщаний і супіщаний ґрунт. Тільки після виконання цих попередніх регулювальних операцій ґрунтообробний агрегат можна вважати підготовленим до обробки ґрунту. При русі ґрунтообробного агрегату по поверхні ґрунту культиватори-плоскорізи входять в ґрунт на глибину (Н), яка відповідає агротехнічним вимогам обробки ґрунту під відповідну сільськогосподарську культуру. При цьому, при значній глибині (Н) занурення лемеша 2 в ґрунт, зростають енерговитрати на переміщення ґрунтообробного агрегату. При русі агрегату леміш 2 направляє верхній шар ґрунту, що зрізується, на сепаруючу решітку 3. Ножі 6 роторного робочого органу 5 розпушують ґрунт і переміщають отримані агрегати ґрунту уздовж сепаруючої решітки 3. Найбільш дрібні агрегати ґрунту, переміщаючись по сепаруючій решітці 3 3 UA 109670 C2 5 10 15 20 25 30 35 від її передньої частини 7 до задньої частини 8, просіюються крізь прорізи сепаруючої решітки 3 і формують насінний шар ґрунту, забезпечуючи його однорідний структурний склад. При проходженні через зрізаний шар ґрунту, що знаходиться на сепаруючій решітці 3, ножі 6 ворушать його, і витісняють великі агрегати ґрунту на поверхню зрізаного шару, які потім, при сході із задньої частини 8 сепаруючої решітки 3, укладаються на сформований насінний шар ґрунту з однорідним структурним складом, закриваючи його. В результаті, в оброблюваному шарі ґрунту забезпечується формування підшарів різного фракційного складу, зокрема, в насінному підшарі зосереджується найбільш цінна в агрономічному відношенні структура, що складається з фракцій ґрунту від 10 мм до 0,25 мм, а з наднасінного підшару видаляються фракції ґрунту розміром більше 10 мм. Таким чином забезпечується необхідний структурний склад оброблюваного шару ґрунту. Смуги 10 або прутки 11 сепаруючої решітки 3 очищаються ножами 6 роторного робочого органу 5 від ґрунту, що запобігає забиванню сепаруючої решітки 3 ґрунтом, що налипає. У свою чергу ножі 6 очищаються від ґрунту, що налипає, і бур'янів за допомогою гребінки 13. Таким чином, можливість регулювання положення вісі обертання робочого органу 5 як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки 3 забезпечує підвищення якості обробки ґрунту за рахунок створення однорідного структурного складу в насінному шарі ґрунту. Виконання сепаруючої решітки 3 у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги 10, розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату, забезпечує зручність очищування сепаруючої решітки 3 від налипання важкого глинистого ґрунту як безпосередньо в процесі роботи ґрунтообробного агрегату, так і під час зупинки ґрунтообробного агрегату та його обслуговуванні. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Ґрунтообробний агрегат, що містить раму зі встановленим на ній щонайменше одним культиватором-плоскорізом, виконаним у вигляді лемеша з сепаруючою решіткою, змонтованого на стояку, і роторний робочий орган з ножами, вісь обертання якого розташована над сепаруючою решіткою, що містить передню частину для прийому піднятого лемешем шару ґрунту і задню частину, призначену для сходу великих фракцій розпушеного ґрунту, який відрізняється тим, що вісь обертання робочого органу встановлена з можливістю переміщення як у вертикальному, так і горизонтальному напрямах відносно сепаруючої решітки, яка виконана у вигляді плоского або профільованого металевого листа, розділеного поздовжніми прорізами на смуги, розташовані уздовж напряму руху ґрунтообробного агрегату, при цьому кожен вказаний проріз виконаний таким, що розширюється під кутом α=5-15° в напрямку від передньої частини до задньої частини сепаруючої решітки. 4 UA 109670 C2 5 UA 109670 C2 6 UA 109670 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7