Почвообрабатывающий каток

Изображения

Каток содержит поперечный брус, который болтовыми соединениями закреплен на раме почвообрабатывающего агрегата. На поперечном брусе закреплены продольные брусья с отверстиями, на которых посредством болтовых осей смонтированы брусья катков с возможностью установки их под углом к поперечному брусу. Брусья катков имеют подвижно установленные поводки, подвижность которых в сторону почвы ограничена упорами. На нижних концах поводков в подшипниковых узлах посредством цапф установлены валы катков. Поводки с брусьями катков дополнительно соединены посредством винтовых пружин. Один конец пружин неподвижно закреплен на брусьях катков, а второй - на поводках через регулировочные винтовые тяги. На валах с определенным шагом закреплены спицы. На спицах смонтированы неподвижно с определенным шагом винтовые полосы. Винтовые полосы смонтированы под углом к образующей цилиндрической поверхности, описывающей каток. Предусмотрены зависимости для определения угла наклона проекций винтовых полос на любую поверхность, проходящую через ось катка, шага винтовой полосы, количества винтовых полос в катке и уточненной максимальной высоты необработанных гребней почвы обработанного поля. Такое конструктивное выполнение позволит обеспечить вычесывание сорняков и пожнивных остатков из поверхностного слоя с формированием ими мульчирующего слоя и выравнивание поверхности поля. 5 ил.

Заявляемое изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к почвообрабатывающим рабочим органам, предназначенным для послеуборочной обработки почвы, паров, подготовки почвы под посев и подповерхностного прикатывания почвы после посева, борьбы с сорняками и выравнивания поверхности поля.

Известен почвообрабатывающий каток для уплотнения почвы (SU 1496650 к A01B 49/04, 30.07.89), который состоит из оси, на которой посредством спиц размещены диски в виде колец, образованных двумя коническими поверхностями, причем угол внутренней конической поверхности кольца равен или больше угла наружной конической поверхности. Диски на оси расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, а каток установлен под некоторым углом атаки к направлению перемещения.

Недостатком указанного технического решения катка для уплотнения почвы является то, что одновременно с выравниваниями поверхности почвы происходит излишний ее перенос в одну из сторон в зависимости от угла атаки. При этом ровная поверхность, образуемая после прохода катка, имеет уклон, который при прикатывании посевов создает различную глубину заделки семян и, как следствие, приводит к неравномерным их всходам, а при дожде вода, стекая в более низкие части поверхности обработанной почвы, которые образуются на стыках проходов катков, приводит к образованию ручьевых потоков воды, смывающих мелкие частицы почвы вплоть до образования канав, образуя водную эрозию почвы. К недостаткам данного технического решения можно отнести и сложность технологического процесса изготовления катков.

Наиболее близким к изобретению является каток (RU 2119734 C1), выбранный в качестве прототипа, содержащий поперечный брус, который болтами соединен с рамой почвообрабатывающего агрегата, на концах поперечного бруса закреплены неподвижно поводки, на нижних концах которых в подшипниковых узлах посредством цапф установлен вал, на котором смонтирован симметрично относительно продольной оси агрегата цилиндрический барабан, состоящий из приваренных к валу дисков и закрепленных на них в виде многозаходных спиралей зубчатых планок, имеющих направление навивки от центра агрегата в его стороны.

Недостатком указанного решения катка является то, что зубчатые планки катка, выполненные в виде многозаходной спирали, своими торцами проникают в разрыхленный слой почвы, крошат глыбы, уплотняют нижележащий слой, а верхний слой в центральной части катка витками, имеющими максимальный угол между спиралями планок и образующей поверхности катка, отбрасывается от продольной оси агрегата в обе его стороны, но при этом вычесывание сорных растений, а также пожнивных остатков из почвы с их укладкой на поверхность поля не производится.

Целью изобретения является обеспечение вычесывания из верхних слоев почвы сорных растений (борьба с сорняками) и пожнивных остатков с их укладкой на поверхность поля и образованием «гидрозамка», подобного луговой или лесной подстилке, с одновременным подповерхностным прикатыванием и вспушиванием (перемешиванием с воздухом) поверхностного мелкоизмельченного слоя почвы, а также выравниванием поверхности поля.

Цель достигается тем, что на поперечном брусе, закрепленном неподвижно посредством болтовых соединений к раме почвообрабатывающего агрегата, установлены неподвижно продольные брусья с отверстиями, на которых посредством болтов - осей - смонтированы брусья катков, с возможностью установки их под углом к поперечному брусу, на брусьях катков подвижно установлены поводки, подвижность которых, в сторону почвы, ограничивается упорами, поводки с брусьями катков дополнительно соединены посредством винтовых пружин, один конец которых неподвижно закреплен на брусьях катков, а второй - на поводках через регулировочные винтовые тяги, на нижних концах поводков в подшипниковых узлах посредством цапф установлены валы, на которых неподвижно закреплены посредством спиц по n заходным винтовым линиям со смещением вдоль вала шагом, равным С, винтовые полосы шириной а, имеющие шаг винта t и наклоненные к образующей цилиндра, описывающего каток, под углом , угол наклона проекции винтовой полосы на любую поверхность, проходящую через ось катка к оси катка, определяется выражением

где Н - принятая максимальная высота необработанных гребней обработанной поверхности поля, мм;

D - диаметр винтового катка, мм;

С - расстояние между соседними винтовыми полосами вдоль образующей цилиндрической поверхности, описывающей каток, мм (выбирается из практических соображений обеспечения незабивасмости винтовых полос катка почвой и принимается более 100 мм).

Шаг винтовой полосы катка определяется выражением

Количество заходов винтовых полос определяется

При получении дробного числа, оно округляется до целого согласно правилу округления дробных чисел, например, nп, затем пересчитываются все другие характеристики катка

где - пересчитанное (уточненное) расстояние между соседними винтовыми полосами вдоль образующей цилиндрической поверхности, описывающей каток, мм.

где b' - расстояние между соседними витками катка, мм.

Расчет уточненной высоты необработанных гребней Hп обработанного предлагаемой конструкцией катка поля определится из выражения

Указанные отличия являются существенными, так как позволяют:

- вычесать из верхнего слоя почвы (5 6 см) сорные растения и пожнивные остатки, уложить их на поверхность поля, образовав тем самым как бы «гидрозамок» одностороннего действия, который обеспечивает достаточно высокое впитывание дождевой или другой воды в почву, а испарение влаги из почвы существенно затрудняет, тем самым образуя в почве как бы паровой эффект, который обеспечивает благоприятные условия для жизнедеятельности аэробных бактерий, то есть создается как бы слой из растительных остатков, аналогичный луговой или лесной подстилке;

- произвести подповерхностное прикатывание почвы и вспушивание мелкоизмельченного верхнего слоя почвы, что при обработке посевов позволяет более полно обеспечить контакт почвы с семенами и насыщение их влагой, а верхний вспушенный мелкоизмельченный слой (перемешанный с воздухом) почвы максимально сохраняет влагу от испарения;

- установка катков под углом к направлению движения агрегата позволит обеспечить выравнивание поверхности поля.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 изображен заявляемый почвообрабатывающий каток: а - вид сверху, б - вид сбоку; на фиг.2 - элемент катка; фиг.3 - схема взаимодействия винтовой полосы катка с почвой; фиг.4 - схема взаимодействия винтовой полосы катка с сорняком; фиг.5 - высота гребней необработанной почвы обработанного поля.

Почвообрабатывающий винтовой каток, содержащий поперечный брус 1, который болтовыми соединениями 2 установлен на раме почвообрабатывающего агрегата, установленные на поперечном брусе жестко продольные брусья 3 с отверстиями 4, на которых смонтированы посредством болтов - осей - 5 брусья катков 6, причем брусья катков 6 могут устанавливаться под углом к поперечному брусу 1, благодаря возможности перестановки одного из их концов в отверстиях 4 продольных брусьев 3, на брусьях катков 6 подвижно установлены поводки 7, подвижность которых в сторону почвы ограничивается упором 8, поводки 7 с брусом катка 6 также соединены винтовыми пружинами 9, один конец которых неподвижно закреплен на брусьях катков 6, а второй - на поводках 7 посредством регулировочных винтовых тяг 10, которые позволяют изменять жесткость винтовой пружины и тем самым давление катка на почву, на нижних концах поводков 7 в подшипниковых узлах 11 посредством цапф установлены валы катков 12, к валам катков 12 посредством спиц 13, установленных на них жестко с шагом С вдоль их осей, закреплены винтовые полосы 14 с шагом С шириной а, составляющие угол с образующей цилиндрической поверхностью, описывающей каток, и угол к оси катка.

Почвообрабатывающий винтовой каток работает следующим образом - при перемещении винтового катка агрегатом по поверхности поля винтовые полосы 14 входят в почву под углом к оси катка и углом к образующей цилиндра, описывающего этот каток, как бы прочесывая ее, при этом сорные растения и пожнивные остатки захватываются торцами винтовых полос 14 (фиг.4) катка, выносятся из почвы и укладываются на ее поверхность, а сама почва при этом мелко измельчается, перемешивается с воздухом - вслушивается (фиг.3), образуя слой, препятствующий прогреву почвы и тем самым испарению влаги из более глубоких слоев почвы. Одновременно нижними поверхностями винтовые полосы 14 катка уплотняют почву, на которую они опираются в процессе перемещения, причем тем сильнее, чем сильнее подтянуты винтовые пружины 9 катков. Винтовыми пружинами 9 регулируется также глубина обработки почвы. Если выравнивание поверхности почвы является недостаточным, то эффект выравнивания катком поверхности поля может быть увеличен перестановкой одного из концов бруса катка 6 в отверстиях 4 продольных брусьев 3, угол установки (угол атаки) при этом может изменяться до 15°.

Формула изобретения

Почвообрабатывающий винтовой каток для вычесывания из верхнего слоя почвы сорных растений и пожнивных остатков и укладки их на поверхность поля с образованием подобия луговой или лесной подстилки с одновременным подповерхностным прикатыванием и вспушиванием поверхностного мелко измельченного слоя почвы, а также выравнивания поверхности поля, содержащий поперечный брус, который болтовыми соединениями закреплен на раме почвообрабатывающего агрегата, поводки, на нижних концах которых в подшипниковых узлах посредством цапф установлены валы катков, отличающийся тем, что на поперечном брусе закреплены продольные брусья с отверстиями, на которых посредством болтовых осей смонтированы брусья катков с возможностью установки их под углом к поперечному брусу, причем на брусьях катков подвижно установлены поводки, подвижность которых в сторону почвы ограничена упорами, при этом поводки с брусьями катков дополнительно соединены посредством винтовых пружин, один конец которых неподвижно закреплен на брусьях катков, а второй - на поводках через регулировочные винтовые тяги, а на валах с шагом С закреплены неподвижно посредством спиц винтовые полосы шириной а, имеющие шаг t и составляющие угол с образующей цилиндрической поверхности, описывающей каток, при этом угол наклона проекций винтовых полос на любую поверхность, проходящую через ось катка, к оси катка определяют по выражению: где Н - максимальная высота необработанных гребней почвы для обработанного поля, мм; D - диаметр винтового катка, мм; С - расстояние между соседними винтовыми полосами вдоль образующих цилиндра, описывающего винтовой каток, мм; шаг винтовой полосы t определяют по выражению: , мм,а количество винтовых полос в катке определяют по зависимости: ,а уточненную максимальную высоту необработанных гребней почвы обработанного поля определяют по зависимости: где nn - количество винтовых полос, рассчитанное по формуле и округленное до целого числа.