способ гладкой вспашки склонов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ гладкой вспашки склонов, включающий подрезание пласта по горизонталям склона, его оборот и укладку в собственную борозду, отличающийся тем, что пласт подрезают в поперечном сечении в виде части эллипса, большая ось которого наклонена от вертикали к поверхности склона в сторону его подножия или вершины, при этом на дне борозды через равные расстояния формируют винтообразные канавки, а также необработанные, параллельные горизонталям склона гребни, вершины которых находятся на уровне плужной подошвы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подрезание пласта осуществляют на глубину a 1,3 h, где h - расстояние от поверхности почвы до плужной подошвы, а толщина и ширина подрезаемого пласта находятся в соотношении 5 : 7 - 8.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию почвы производят во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем оборот пласта осуществляют с поворотом в направлении вверх или вниз по склону и укладывают в собственную борозду.

4. Устройство для гладкой вспашки склонов, содержащее раму, поворотный брус и закрепленные на нем последовательно на стойках под углами к направлению движения и к вертикали рабочие органы, а каждый последующий рабочий орган смещен относительно предыдущего в поперечном направлении, отличающееся тем, что рабочие органы выполнены в виде сферического кольца, имеющего обратную кривизну в зоне меньшего диаметра, которое снабжено рабочим органом, выполненным в виде полого тела вращения с внутренними криволинейными образующими, который большим основанием жестко закреплен к сферическому кольцу так, что их внутренние рабочие поверхности плавно переходят друг в друга, а его наружная поверхность с прямолинейными образующими содержит вкладыши и прикреплена с возможностью вращения к стойке посредством подшипника скольжения.

5. Устройство для гладкой вспашки склонов по п.4, отличающееся тем, что на внутренней поверхности сферического кольца и дополнительного рабочего органа вдоль образующих установлены штифты, оснащенные режущей кромкой.

6. Устройство для гладкой вспашки склонов по пп.4 и 5, отличающееся тем, что глубина обработки почвы, диаметр сферического кольца и наименьший внутренний диаметр дополнительного рабочего органа находятся в соотношении 1 : 3,9 - 4,5 : 1,3 - 1,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам обработки почвы на склонах и устройствам для его осуществления.

Известны способы обработки почвы на склонах, например: а.с. СССР N 1521322 МКИ A 01 B 79/00; H 01 В 13/16, 1989 г., N 1454275 МКИ A 01 B 79/00, 1989 г., N 1353336 МКИ A 01 B 79/00, 13/16, 1987 г.

Для реализации этих способов используются почвообрабатывающие орудия с пассивными рабочими органами (плоскорезы или лемешные плуги), которые образуют на дне борозды уплотненную плужную подошву (Труфанов В.В. Глубокое чизелование почвы /Всесоюзн. акад. с.- х. наук.- М.: Агропромиздат, 1989, с. 9).

"Плужной подошвой" называют уплотнение почвы в слое, расположенном ниже прохода лезвий рабочих органов. Она начинается непосредственно после границы обработанного слоя и может составлять 12-17 см. В результате уплотнения этот слой почвы содержит минимальное число пор.

Образованный уплотненный слой в дальнейшем препятствует водопоглощению почвы и нормальному росту корневой системы культурных растений, приводит к усилению эрозионных процессов.

Известен способ противоэрозионной обработки почвы (а.с. N 1297741 МКИ A 01 B 79/00, 1987 г.), включающий выравнивание поверхности и поделку при поверхностной обработке почвы волнообразных борозд с образованием между их гребнями замкнутых лунок. При этом поверхностный пласт почвы подрезают волнообразно с высотой профиля волны 2-4 см.

Способ требует больших затрат энергии, т.к. в устройстве для осуществления способа применены рабочие органы с активным приводом.

Способ малоэффективный, т. к. увеличение водопоглощения будет незначительным из-за неглубокого поверхностного рыхления почвы круглыми культиваторно-рыхлительными пластинами.

Известен способ обработки почвы (а.с. N 1250183 МКИ A 01 B 79/00, 1986 г. ), включающий поверхностное рыхление почвы на глубину заделки семян с рифлением семенного ложа с амплитудой колебаний в 1,0-1,5 см.

Данный способ также малоэффективный из-за малой глубины обработки.

При использовании рассмотренных способов обработки почвы не разрушается плужная подошва, что препятствует созданию в ней оптимального водно-воздушного режима почвы, увеличению водопоглощения и снижению процессов эрозии. Кроме того, не создаются благоприятные условия для развития корневой системы растений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки почвы по а.с. N 1429961 МКИ A 01 B 79/00. Он включает подрезание фигурных пластов почвы переменного сечения в наклонном положении по дуге с последующим отрывом в горизонтальной плоскости и оборот каждого пласта почвы с расположением стерней вверх и назад под углом к задней поверхности каждого предыдущего пласта.

Отсутствие плужной подошвы улучшает вертикальную фильтрацию атмосферных осадков.

Однако этот способ применим только на переувлажненных почвах, и предполагает оборот пластов в соседнюю борозду, т.е. способ не обеспечивает гладкую вспашку, в том числе и на склонах.

Цель изобретения - увеличение водопоглощения склонов, снижение процессов эрозии, сокращение энергозатрат и создание благоприятных условий для развития корневой системы растений.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом способе гладкой вспашки склонов, включающем подрезание пласта по горизонталям, его крошение путем изгиба во взаимоперпендикулярных плоскостях, оборот и укладку в собственную борозду; пласт подрезают в поперечном сечении в виде части эллипса, большая ось которого наклонена от вертикали к поверхности склона в сторону его подножия, при этом на дне борозды через равные расстояния формируют необработанные, параллельные горизонталям склона гребни, вершины которых находятся на уровне плужной подошвы, а также винтообразные канавки. При этом подрезание пласта осуществляют ниже плужной подошвы, т.е. на глубину a 1,3 h, где h - расстояние от поверхности почвы до плужной подошвы, а толщина и ширина подрезаемого пласта находятся в соотношении 5: 7... 8, причем оборот пласта осуществляют с поворотом в направлении вниз или вверх по склону, и укладывают в собственную борозду.

Пример осуществления способа.

Практическое исполнение данного способа гладкой вспашки склонов предпочтительно проводить осенью, как зяблевую вспашку.

На фиг. 1 изображена почва, обрабатываемая предлагаемым способом, показаны вертикальные сечения пластов, срезаемых рабочими органами (вид сзади: a - при пахоте с оборотом вправо, б - при пахоте с оборотом влево).

На фиг. 2 дано неустойчивое положение пластов перед падением в борозду с полным оборотом вниз по склону.

На фиг. 3 дано положение пласта после падения в борозду.

На фиг. 4 изображено устройство, используемое для осуществления предложенного способа.

На фиг. 5 изображен вид рабочего органа по стрелке А (на фиг. 4).

На фиг. 6 схематически показан порядок размещения на раме плуга устройств при правосторонней пахоте (вид сверху, положение I) и левосторонней пахоте (положение II).

Способ гладкой вспашки склоновых земель осуществляется следующим образом. Вспашку начинают с вершины, или с подножия склона. Оборот пластов можно осуществлять в направлениях вниз и вверх по склону. Пахотный агрегат перемещается по горизонталям челночным способом. Сначала подрезают пласты почвы I, II, III (фиг. 1) в поперечном сечении в виде части эллипса АСЕД на расстоянии "в" друг от друга, где "в" - ширина захвата одного корпуса.

Для обеспечения оборота пласта в собственную борозду с минимальными энергозатратами, обеспечивают наклон большой оси эллипса от вертикали MN к поверхности склона, в зависимости от направления оборота пластов, в сторону его подножия или вершины на определенный угол . При этом на дне борозды через равные расстояния "в" формируют необработанные гребни, параллельные горизонталям склона, вершины которых находятся на уровне плужной подошвы, а также винтообразные канавки. Подрезание пластов производят без образования плужной подошвы на глубину a 1,3 h, где h - расстояние от поверхности почвы до плужной подошвы, а толщина и ширина подрезаемого пласта находятся в соотношении 5:7... 8.

Образование устойчивых необработанных гребней в почве, параллельных горизонталям склона и обеспечение рыхлого дна борозды с винтообразными канавками способствует более интенсивному удержанию влаги в почве, предотвращению стекания ее вниз по склону и устранению водной эрозии.

При вышеназванных соотношениях размеров толщины и ширины подрезаемого пласта получается необходимая высота необработанных гребней на дне борозды и обеспечивается устойчивый оборот пластов.

После этого пласт почвы деформируют путем изгиба во взаимоперпендикулярных плоскостях (в продольном и поперечном направлениях). Под воздействием растягивающих напряжений в пласте образуются трещины, которые разрушают почву на структурные агрегаты с минимальными затратами энергии.

Затем производят оборот пластов. Его осуществляют с небольшим подъемом и поворотом в направлении например, вниз по склону относительно ребра C (фиг. 1а) и укладывают в собственную борозду без поперечного смещения.

При обороте пласта в направлении вверх по склону его также поднимают (но на несколько меньшую высоту), производят поворот относительно ребра А (фиг. 1б) и укладывают в собственную борозду.

Гладкую вспашку склонов по предлагаемому способу осуществляют устройством - комбинированным рабочим органом ротационного типа (фиг. 4). Рабочий орган состоит из сферического кольца 1, имеющего обратную кривизну в зоне меньшего диаметра 2. Плоскость режущей кромки кольца 1 установлена под углами к направлению движения (фиг. 6) и - к вертикали (фиг. 4).

Сферическое кольцо снабжено дополнительным рабочим органом 3, выполненным в виде полого тела вращения с внутренними криволинейными и наружными прямолинейными образующими. Дополнительный рабочий орган 3 большим основанием жестко закреплен к сферическому кольцу. При этом их внутренние рабочие поверхности плавно переходят друг в друга. Его наружная поверхность содержит вкладыш и прикреплена с возможностью вращения к стойке 5 посредством основания 6 и крышки 7 подшипника скольжения. На внутренней поверхности кольца 1 и дополнительного рабочего органа 3 вдоль образующих прикреплены штифты 8, оснащенные режущей кромкой.

При конструктивном исполнении предлагаемого устройства важно соблюдать определенное соотношение диаметров сферического диска и дополнительного рабочего органа в зависимости от его назначения по глубине обработки.

Устройство для гладкой вспашки склонов работает следующим образом.

Перед началом работы подвижный брус 1 с закрепленными на нем рабочими органами, устанавливается, например, в правостороннее положение 1 (фиг. 6). В этом случае ротационные рабочие органы 2 работают в правостороннем режиме оборота пластов.

При движении пахотного агрегата по полю сферическое кольцо 1 (фиг. 4), установленное под углами к направлению движения и - к вертикали, углубляется в почву и подрезает пласт по кривой эллипса (фиг. 1а,б), который под действием приложенных сил начинает подниматься по рабочей поверхности сферического кольца 1 (фиг.4). Поднимаясь по его рабочей поверхности, пласт подвергается деформации изгиба во взаимоперпендикулярных плоскостях.

При переходе от поверхности сферического кольца 1 на поверхность дополнительного рабочего органа 3 пласт подвергается сильному изгибу (излому) в продольном направлении, но в обратную сторону. При дальнейшем движении пласт почвы проходит вовнутрь дополнительного органа 4, взаимодействуя с его рабочей поверхностью. При этом штифты с режущими кромками 8 при движении пласта врезаются в него на некоторую глубину и способствуют его подъему на определенную высоту, вращаясь вместе с рабочим органом. Здесь также производится изгиб пласта в двух взаимоперпендикулярных плоскостях.

По мере движения внутри дополнительного рабочего органа 3 интенсивность деформации пласта возрастает, т.к. увеличивается кривизна рабочей поверхности. Максимальной деформации пласт подвергается в зоне наименьшего его внутреннего диаметра. При изгибе возле задерненной части пласта создаются большие напряжения сжатия, а на остальной части действуют напряжения растяжения, под действием которых в пласте образуются трещины и он разрушается на структурные агрегаты.

Достигнув определенной высоты, пласт почвы под собственным весом отрывается от рабочей поверхности дополнительного рабочего органа 3 и падает вниз с полным оборотом в собственную борозду.

За счет увеличения внутреннего диаметра дополнительного органа в зоне выхода пласта обеспечивается дополнительное крошение (за счет использования сил инерции пласта) и более выравненная поверхность пашни.

Благодаря наличию зубьев (условно не показаны) на режущей кромке сферического кольца, на дне борозды образуются винтообразные канавки.

Работа устройства будет происходить без забиваний и качественно в том случае, когда глубина обработки почвы, диаметр сферического кольца и наименьший внутренний диаметр дополнительного рабочего органа находятся в соотношении 1:3,9...4,5:1,3...1,5.

В зависимости от способа вспашки оборот пласта может осуществляться в направлениях как вверх, так и вниз по склону. Однако с точки зрения затрат энергии, оборот пласта в направлении вниз по склону является более предпочтительным.

В конце гона плуг поднимают в транспортное положение и подвижный брус 1 (фиг. 6) с комбинированными рабочими органами 2 переводят в левостороннее положение II. При этом рабочие органы 2 встают также под углами атаки и направлению движения и - к вертикали. Оборот пласта осуществляется также вниз или вверх по склону в собственную борозду.

Предлагаемое устройство для гладкой вспашки почв отлично работает и на горизонтальных участках. А при использовании его для гладкой вспашки склонов используются все его преимущества и получается наибольший эффект.

Предлагаемый способ вспашки обеспечивает увеличение водопоглощения и снижение процессов водной эрозии за счет создания рыхлого с винтообразными канавками дна борозды, а также образования необработанных гребней параллельно горизонталям склона, ниже слоя плужной подошвы. Создаются благоприятные условия для развития корневой системы растений.

Таким образом, совокупность признаков, характеризующих способ, обеспечивает сверхсуммарный эффект.