Почвообрабатывающее орудие

(19) 51)5 А 01 В 39/1 ИЗОБР ОПИСАНК ПАТЕНТУ ТЕ Я о-исследовательский и продуктов его но-исследовательский и продуктов его детельство СССР Б 39/16, 1985. ений и му, снижая сть обхода ий, напри- рактически надеж сопро ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научинститут виноградапереработки "Магара(73) Всесоюзный научинститут виноградапереработки "Магара(56) Авторское свиМ 1297738, М, кл. А 0 Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим орудиям, и может быть использовано в машинах для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений,Известно почвообрабатывающее орудие, содержащее раму и боковые секции рабочих органов, стойки которых щарнирно присоединены к раме посредством поводков и соединены между собой поперечными брусьями. Один из поводков каждой секции дополнительно соединен с рамой звеном регулируемой длины в виде гидроцилиндра, гидравлически соединенного с гидрораспределителем.В таком орудии благодаря попарному соединению между собой и шарнирному присоединению к раме рабочие органы могут передавать вибрационные усилия друг другу, однако из-за соединения их жестким звеном (поперечным брусом) усилия от возникающего в процессе работы больших ме 2(54) ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ (57) Использование: в устройствах для обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений, Сущность изобретения; орудие содержит шарнирно присоединенные к раме посредством поводком рабочие органы, Последние последовательно соединены друг с другом поперечными брусьями, Каждый брус выполнен в виде соединенных между собой балкой двух упругих элементов, что обесг)ечивает снижение неравномерности сопротивления почвы ножам рабочих органов, 3 з,п, ф-лы, 2 ил,стных технологических сопроти редаются непосредственно на ра надежность орудия. Возможно больших местных сопротивлен мер каменистых включений, и исключена, что значительно сниж ность орудия и повышает его тяго тивление. При обработке таким орудием почвы в междурядьях и рядах многолетних растений, обход кустов осуществляется смещением в сторону междурядья обоих рабочих органов секции, что требует значительных усилий на ввод рабочих органов в ряд, а следовательно возникает дополнительное тяговое сопротивление и снижается надежность орудия,Цель изобретения - повышение качества обработки почвы в рядах растений за счет обеспечения воэможности ускоренного ввода лап рабочих органов в обрабатываемые ряды растений,и вывод их из рядов, а также снижение тягового сопротивления эа счетвибрации рабочих органов возбуждаемой неравномерйостьюсопротйвления почвы и передаваемой непосредственно на режущие лезвия.Это достигается тем, что в известном почвообрабатывающем орудии каждый поперечный брус вййолнен-в виде упругих элементов соединенных между собой жестким звеном."Каждый уйругий элемент бруса выполнен в вйде продольно расдоИоженного пружинного рычага, а соединяющее упругие элементы жесткое звено в виде пружинного рычага, а соединяющее упругие элементы жесткое звено поперечно расположенной балки. Каждый поперечный брус снабжен опорными полозками или колесами, установленными с возможностью регулировки по высоте, Орудие снабжено.установленнйми за ножами каждого рабочего органа продольно расположенными прутками, при этом концы прутков каждого рабочего органа соединены поперечной балкой,На фиг,1 изображено почвообрабатывающее орудие для обработки почвы в междурядьях растений, вид сверху; на фиг,2 - то же, вид сбокуПочвообрабатывающее орудие содержит раму 1 с замком автосцепки 2 для присоединения орудия к трактору и опорным колесом 3. Периферийные рабочие органы 4 орудия шарнирно присоединены к раме посредством поводков 5, выполненных в виде продольных брусьев, Каждый периферийнь 1 й орган выполнен в виде присоединенной к поводку 5 посредством вертикального шарнира 6 стойки 7, в нижней части которой закреплена асимметричная режущая лапа, содержащая два режущих ножа 8 и 9 - длинный наружный 8 и короткий внутренний 9. За режущими ножами закреплены продольно расположенные прутки 10, задние концы которых соединены круглой поперечной балкой 11. За наружными ножами 8 закрепленытакже соединенные с балкой 11 отпашники 12,Непосредственно к раме 1 в средней ее части шарйирно присоединены средние рабочие органы 13. также снабженные режущими ножами 8 и 9, прутками 10 и балками 11,В кронштейнах 14 стоек закреплены пружинные рычаги 15, каждая пара которых соединена между собой жесткой поперечной балкой 16, На этой балке закреплен с вбэможностью регулировки по высоте опорный полозок 17, Передние концы пружинных рычагов 15 установлены несколько выше; чем задние, а расстояния между нимименьше, чем между осями шарниров 6,Периферийные поводки 5 присоединены к раме 1 гидроцилиндрами 18, которые5 гидравлически, посредством гидромагистралей 19 и 20, соединены с гидрораспределителем 21, закрепленным на стойкепериферийного рабочего органа, Перед периферийным ножом 8 установлен подпру 10 жиненный копирующий щуп 22,кинематйчески соединенный с плунжеромгидрораспределителем, например, посредством пары винт-гайка (не показаны), Наповодке 5 установлен регулируемый ограни 15 читель 23 выдвижения щупа, Гидрораспределитель присоединен к гидросистеметрактора магистралями 24 и 25,Для разгрузки гидроцилиндров 18внутренние поводки 5 каждой пары шар 20 нирно соединены с рамой винтовыми тягами 26.Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом,Вариант сборки орудия, приведенный25 на фиг,1 и 2, предназначен для обработкипочвы в междурядьях и рядах молодых многолетних насаждений, например, молодыхнеплодоносящих виноградников. На такихнасаждениях штамб растений еще очень30 слаб, корневая система растений еще недостаточно развилась, а почва еще не слежалась после плантажной вспашки и необразовала еще вместе с корнями уплотненный ком, Поэтому обработка таких насаж 35 дений требует применения чувствительнойследующей системы с небольшим усилиемвоздействия щупа на растение и ускоренным вводом рабочего органа в ряд и выводом его из ряда.40 Ширина-захвата орудияв зависимостиот ширины обрабатываемого междурядьяустанавливается винтовыми тягами 26 при"плавающем" положении поршней гидроцилиндров 18, которое обеспечивается вклю 45 чением "гйдрораспределителя трактора всоответствующее положение, Ограничителями 23 устанавливают максимальную ширину захвата орудия, котораяудерживаетсягидроцилиндрами 18 и должна превышать50 ширину обрабатываемого междурядья навеличину дойустймого с"мещейия "трактораот средней линии междурядья. Затем подают рабочую жидкость от гидронасоса трактора по нагревательным магистралям 24 к55 гидрораспределителям 21 и далее к гидроцилиндрам 18, которые раздвигают периферийные поводки 5 на нужную ширинузахвата орудия до тех пор, пока ограничитель 23 не повернут щупы 22 на некоторыйугол, достаточный для прекращения подачи55 рабочей жидкости в подпоршневую полость цилиндров 18), При этом в сторону каждого ряда перемещается вся секция, содержащая два поводка 5 и поперечную балку 11.При движении орудия по междурядью рабочие органы 4 и 13 заглубля ются в почву, лапы рабочих органов 4 разворачиваются на некоторый угол, нагружая пружинные рычаги 15, и осуществляют рыхление почвы. Неравномерность тягового сопротивления вызывает колебания каждого рабочего органа вокруг оси вертикального шарнира 6, которые передаются через поперечную балку 11 на спаренный с ним рабочий орган и далее через ножи последнего на обрабатываемую почву. Постоянные колебания (вибрация) рабочих, органов вокруг вертикальных осей обеспечивают снижение тягового сопротивления орудия. Почва, срезаемая ножами 8 и 9, сходит с них и попадает на прутки 10, при движении по которым мелкие комки почвы просыпаются в зазоры между прутками, а крупные доходят до поперечной трубчатой балки 11 и преодолевают ее под давлением подпирающего слоя, частично разрушаясь при этом и освобождая сорняки, а затем вместе с сорняками сваливаются на поверхность почвы. Постоянная вибрация рабочих органов, вызываемая колебаниями сопротивления резанию интенсифицирует этот процесс, благодаря чему поверхность почвы после прохода лапы оказывается взрыхленной и выровненной,При возникновении значительного местного сопротивления на наружном ноже 8 периферийной. лапы (например, каменистых включений, уплотненных зон в массиве почвы, переплетенных корнями растений зон почвы и т.п.) последняя поворачивается вместе со стойкой 7 вокруг оси вертикального шарнира 6 рабочего органа на угол, достаточный для обхода препятствия или его разрушения, Пружинный рычаг 15, установленный на стойке 7 рабочего органа, изгибается, накапливая потенциальную энергию, а затем, передает усилие через поперечную балку 16 на второй пружинный рычаг 15, который также сначала изгибается, накапливает потенциальную энергию, а затем передает усилие через стойку 7 на лапу второго, спаренного с первым, рабочего органа, Пружинные рычаги 15 установлены таким образом, что при деформации второго рычага нож 8 второй лапы повора- чивается навстречу движению, то есть навстречу еще необработанному массиву почвы, благодаря чему переданное ему усилие расходуется на рыхление почвы. Нож 8 периферийной лапы, отклоняясь под дейст 10 разрушать некоторые местные сопротивления, например, уплотненные зоны почвы. После обхода препятствия сопротивление движению периферийной лапы резко снижается, поэтому потенциальная энергия пружинных рычагов 15, а также сопротивление резанию почвы внутренней лапой разворачивают ее так, что наружный режущий нож 8 быстрее движется навстречу набегающему массиву до тех пор, пока система двух спаренных рабочих органов уравновесится, то есть выравнивает сопротивление их движению. Это равновесие относительно, так как оно постоянно нарушается неширине захвата лап, поэтому лапы совершают постоянные колебания вокруг осей вертикальных шарниров 6, передавая их пружинные рычаги 15 и брус 16 друг другу и расходуя таким образом возникающие усилия на разрушение массива почвы, а не на возбуждение дополнительных реактивных усилий в раме (на увеличение тягового сопротивления орудия).Процесс обхода местных сопротивлений внутренней лапой аналогичен вышеописанному.Таким образом, процесс обхода местных сопротивлений идет в последовательности: разворот лапы и стойки рабочего органа на некоторый угол за счет деформации собственного пружинного рычага - разворот на дополнительный угол за счет деформации пружинного рычага соседнего рабочего органа -разворот еще на некоторый угол за счет разворота стойки и лапы соседнего рабочего органа (с разворотом соответствующего ножа навстречу движению),Опорные полозки 17, копируя рельеф почвы непосредственно в зоне движения рабочих органов, передают вертикальные усилия на брус 16 и далее через пружинные рычаги 15 на лапы 8, создавая таким обоазом как вертикальные, так и горизонтальные колебания лап, также способствующие снижению тягового сопротивления орудия,Копирующий щуп 22 движется в ряду впереди периферийного ножа 8, встречает ся со штамбом растения, отклоняется назад 20 25 30 35 40 45 50 вием местного сопротивления, уменьшает ширину захвата, за счет чего сопротивление его движению уменьшается, в то же время усилие резания, приложенное к лезвию ножа, остается на прежнем уровне или увеличивается. За счет уменьшения угла установки лезвия ножа к направлению его движения резание почвы происходит с большим скольжение, что позволяет притомже усилии резания более эффективно равномерностью плотности почвы по"(за счет пружины) в обратном направлении 35 разгружаются,"их потенциальная энергия 45 ганом движется и гидрораспределитель 21 50 и перемещает при этом плунжер гидрораспределителя, соединяя нагревательную магистраль 24 с гидромагистралью 19, соединяющей гидрораспределитель 21 со штоковой полостью гидроцилиндра 18, э сливную магистраль 25 с гидромагистралью 20, соединяющей гидрорэспределитель с поршневой полостью гидроцилиндра. Шток гидроцилиндра, втягиваясь в его корпус, поворачивает периферийный поводок 5 в направлении от ряда кустов к средине междурядья. Поводок перемещает вертикальный,шарнир 6 в том же направлении, пружинные рычаги 15 при этом изгибаются(так как внутренний поводок 5 удерживается винтовой тягой 26) и пытаются развернуть нож 8 внутренней лапы навстречу движению, чему препятствует возрастающее из-за этого сопротивление резанию, В результате деформация пружинных рычагов обеспечивает разворот периферийной лапыназад с выводом ножа 8 из обрабатываемого ряда и обход (при движении орудия вперед) штамба куста. При выводе периферийной лапы иэ ряда(обхода растения) отпашник 12 недопускает схода почвы с прутков 10 иОтгортает почву от ряда, а при обратном движении лапы почва с прутков сходит и остается таким образом в междурядье, Благодаря этому почва -в ряду очищается от сорняков,причем ее уровень несколько понижается,После обхода штамба копирующий щуп22 соскальзывает с него й поворачивается(навстречу. движению), соединяя нагнетательную магистраль 24 с гидромагйстрэлью 20 и далее с поршневой полостью гидроцилиндра 18, а сливную.магистраль 25 с гидромагистралью 19 и. далее со штоковой полостью гидроцилиндра 18. Шток гидроцилиндра, выдвигаясь изкорпуса,-огводит периферийный поводок 5, а с ним и рабочий орган, в сторону ряда, пружинные рычаги разворачивает стойку 7, а с ней илапу перифериййого рабочегооргана "в"направлении движения ножа 8 вперед с вводом его в обрабатываемый ряд, Вместе с рабочим орс копирующим щупом 22, Их перемещение пройсходит до" тех пор "пока ограничитель щупа 23 не развернет щуп в обратном на- правленйИ на угол, при котором магистраль 19 и 20 окажутся замкнутыми, а рабочая жидкость из нагревательной гйдромагйстрали 24 начнет перетекать в его сливную магистраль 25 через зазоры между поясками плунжера и корпусом. Далее процесс работы на молодых насаждениях повторяется в описанном порядке.Таким образом, вывод периферийногоножа лапы из обрабатываемого ряда и вводего в этот ряд осуществляется за счет сложения двух движений; а) перемещение вертикального шарнира 6 с поводком 5соответственно от ряда или к ряду; б) одновременного разворота этой лапы вокруг осивертикального шарнира б в направлениидвижения периферийного ножа соответственно от ряда или к ряду. За счет этогосуммарная скорость вывода конца ножа изрядаиввод.его в ряд увеличивается, а необ 5 работанная вокруг штамба куста (защитная)зойэ уменьшается.При работе орудия в варианте без винтовой тяги 26 процесс отличается от описанного тем, что установка требуемой ширинызахвата орудия (ширины обрабатываемогомеждурядья) осуществляется только гидроцилиндром 18 при подаче рабочей жидкостив нагнетательную магистраль 24 включением гидрораспределителя трактора в соответствующее положение, причем, как и вописанном варианте, максимальная ширина захвата в междурядье конкретной ширины устанавливается ограничителем 23.Процесс обхода штамбэ куста отличается вэтом случаетем; что при повороте периферийного поводка 5 и выводе периферийногоножа 9 из ряда внутренний поводок 5 такжесдвигается в сторону междурядья и толькочастично удерживается при этомсопротивлением почвы резанию. Поэтому обходштамба куста "в этом случае осуществляетсяпоперечным смещением двух спаренныхрабочих органов; а также разворотом периферийной лапы вокруг оси вертикального0 шарнира б, хотя и существенно меньшим,чем в вышеописанном случае с зафиксированным винтовой тягой 26 внутренним поводком 5.При работе орудия нэ плодоносящихмйогблетнйх"насаждеййях в качестве местного сопротивления для орудия может служить куст растения, - например,виноградный куст. Его корневая система,пронизывая некоторый массив почвы, вокруг штамба растения, создает уплотненнуюзону со значительно большим сопротивлением разрушейию, чем зона между кустарниками, Благодаря этому привстрече с этойзоной нож 8 периферийной лапы отклоняет 5 ся и обходит ее таким же образом, как иместное сопротйаление - в вывеописанномпорядке,В этом случае обработка почвы в рядахможет проводиться без применения срав. нительно сложных гидроавтоматическихследящих устройств, поэтому орудие собирается в варианте, приведенном на фиг.1 и 2, но без гидроцилиндров 18, гидрораспределителей 21, щупов 22 и гидромагистралей 19, 20, 24 и 25. Следовательно, каждая периферийная пара рабочих органов (секция) удерживается только винтовой тягой 26,. Наружный нож 8 периферийного рабочего органа в этом случае встречается с уплотненной зоной вокруг штамба куста и при дальнейшем движении орудия стремится остаться на месте, поэтому стойка 7 периферийного рабочего органа одновременно и разворачивается вокруг оси вертикального шарнира 6 и уходит в сторону междурядья вместе с периферийным поводком 5,Разворот происходит в результате изгиба ее пружинного рычага 15, а также небольшого изгиба рычага 15 второго рабочего органа, наружный нож 8 которого стремится при этом развернуться навстречу движению орудия (навстречу набегающему массиву почвы). Если бы периферийный поводок 5 закреплен был на раме жестко, то обход куста осуществился бы только засчет разворота. Однако периферийный поводок присоединен шарнирно, поэтому йри развороте периферийного рабочего органа деформирующиеся пружинные рычаги 15 уже не удерживают поводок, а наоборот, толкают его в сторону междурядья. После достаточного разворота ножа и отхода его в сторону междурядья наступает динамическое равновесие, при котором нож, придавли наем ый к уплотненной зоне с определенным усилием, проскальзывает по ней, не разрушая, т.е. не повреждая корней и штамба растения. Таким образом, шарнирно-пружинная система поводок 5-стойка, 7-рычаги, 15-внутренний рабочий орган, 4 секции действует в этом случае как пружина с нелинейной характеристикой, удерживающая периферийный, рабочий орган с усилием, близким к постоянному, не зависящему от величины его смещения. Поэтому после разгрузки ножа, то есть после обхода уплотненной зоны, усилие этой системы возвращает его в ряд с высокой скоростью, йричем звенья системы разгружаются в обратном порядке - поводок 5 смещается в сторону ряда, а рабочий орган 4 разворачивается вокруг шарнира 6 так, что нож движе" ся навстречу массиву почвы, в ряд.В ргмках предлагаемого изобретения возможны варианты выполнения отдельных элементов орудия, например выполнение лап рабочих органов орудия симметричны 10 ми; замена опорных полозков колесами или дисками, а так же исключение их из конструкции орудия; исключение винтовой тягииз конструкции орудия. Формула изобретения 1. Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму и боковые секции рабочих органов, стойки которых шарнирно присоединены к раме посредством поводков и соединены между собой поперечными брусьями, причем один из поводков каждой секции дополнительно соединен с рамой звеном регулируемой длины, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения каче 15 20 ства обработки почвы в рядах растений и 25 снижения тягового сопротивления, каждый поперечный брус выполнен в виде упругих элементов, соединенных между собой жес. тким звеном,2.Орудиепоп.1,отличающееся 30 рычага, а соединяющее упругие элементыжесткое звено - в виде поперечно расположенной балки,3, Орудие по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый поперечный брус снабжен опорными полозками или колесами, установленными с . возможностью регулировки по высоте. 40 4. Орудие по любому из пп,1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения качества обработки почвы, он снабжено установленными за ножами каждого рабочего органа продольно расположенными прутками, при этом концы прутков каждогорабочего органа соединены поперечнойбалкой,тем, что каждый упругий элемент бруса вы,полнен в виде продольно расположенйого. Кулаков дактПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 160 ВНИИПИ Г оставитель М, Матюшкинехред М.Моргентал Корректор М,К Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 475