способ рыхления почвы и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ рыхления почвы, при котором почву обрабатывают инструментом в виде ротора с зубьями, совершающим возвратно-поступательное движение, отличающийся тем, что обработку ведут от центра вращения инструмента к краям и обратно, а удельное давление к обрабатываемой поверхности прикладывают равномерно по всей длине, при этом одновременно дополнительно измельчают почву.

2. Устройство для рыхления почвы, содержащее привод, обрабатывающий ротор с зубьями, отличающееся тем, что ротор выполнен в виде секторов, соединенных между собой лентой с зубьями, расположенными по продольным краям рабочей поверхности секторов, причем наружный верхний край секторов взаимосвязан посредством рычагов с втулкой, на которой закреплена муфта, имеющая возвратно-поступательное движение, а внутренние верхние края секторов взаимосвязаны с криволинейными прорезями в кожухе посредством валиков, имеющих возможность качения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности для ухода за насаждениями в лесопитомниках и молодых лесонасаждениях.

Известен способ обработки почвы, описанный в книге авт. А.А.Корниенко "Механизация обработки почвы в лесном хозяйстве", Гослесбумиздат, 1962 г., стр. 45.

Недостатком данного способа является то, что на обработку почвы затрачивается значительная мощность.

Наиболее близким техническим решением из известных является "Способ обработки почвы", описанный в авторском свидетельстве СССР N 121298, кл. A 01 B 37/00; 1959 г., при котором обработку осуществляют инструментом в виде конусных барабанов с зубьями, совершающими вращательное движение.

При данном способе на обработку затрачивается значительная мощность (прототип), и не обеспечивается высокое качество обработки почвы.

Технический результат: уменьшение потребляемой мощности (энергоемкости) за счет локальной обработки почвы и повышение качества обработки ее.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе почву обрабатывают инструментом в виде ротора с зубьями, совершающими вращательное движение, обработку ведут от центра вращения инструмента к краям и обратно, а удельное давление к обрабатываемой поверхности прикладывают равномерно по всей длине, при этом одновременно дополнительно измельчают почву.

В процессе обработки инструмент совершает вращательное и поступательное движение от центра к краям и обратно, при этом процесс рыхления происходит последовательным углублением инструмента в обрабатываемую почву с расширением зоны обработки. Постоянство траектории перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности (качение) обеспечивает создание равномерных удельных давлений по всей длине обработки, а изменение положения инструмента относительно обрабатываемых поверхностей почвы способствует уменьшению усилия обработки, улучшению качества рыхления. Необходимость последующего измельчения достигается применением дополнительной обработки.

Пример осуществления способа

В начале вращательного движения ротора с зубьями обработка осуществляется в центре на полную глубину инструмента с последующим перемещением зоны обработки к краям. После перемещения инструмента от центра в крайнее положение начинается вращательное движение в обратную сторону с перемещением инструмента к центру, при этом удельное давление к обрабатываемой поверхности прикладывают равномерно по всей длине. Изменение положения инструмента обеспечивает повышение качества обработки.

В процессе перемещения инструмента осуществляется дополнительное рыхление почвы, т. о. последовательное рыхление почвы разделение рыхления на крупное и дополнительное измельчение дают возможность уменьшения потребляемой мощности, повышения качества обработки.

Известно устройство для обработки почвы на отдельных небольших участках вырубок под посадку леса, авт. свид. СССР N 91450, МПК A 01 B 33/08, 1950 г. К.В. Сивков, Н.В. Сорокин.

Рабочий орган мотыги состоит из вала, на котором смонтирована опорная планка и два плоских ножа, установленных под углом к основанию вала и образующих вместе с опорной планкой треугольник. Вал верхним концом соединяется с гибким валом. При вращении и одновременном погружении вала в землю ножи подрезают почву в форме опрокинутого конуса.

Для рыхления земли, подрезаемой ножами, служат зубья, которые вставляются в опорную планку рабочего органа.

Установка с несколькими механическими мотыгами состоит из передвижного двигателя, от которого гибким валом передается вращение центробежным мотыгам.

Однако эта конструкция не обеспечивает равномерную глубину обрабатываемой почвы и потребляет много энергии (аналог).

Наиболее близким техническим решением из известных является "Почвообрабатывающая машина, типа вращающейся бороны". Заявка Франции N 2593347, МКИ 4 A 01 B 33/06, от 13.01.1986 г., где машина имеет один или несколько роторов 1 с множеством зубьев 2. Ротор 1 расположен в плоскости, наклонной относительно горизонтали так, чтобы зубья 2 на одном участке траекторий выходили из почвы. Ротор соединен с диском 3 с отверстиями. Сквозь каждое отверстие проходит один зуб 2. Диск 3 связан с ротором элементами 4, позволяющими ему образовать с плоскостью, в которой расположены концы зубьев, такой угол, чтобы зубья 2 перемещались возвратно-поступательно относительно диска 3. При этом с зубьев удаляются прилипшие к ним растительные остатки.

Недостатком является высокая энергоемкость, т.е. потребляемая мощность и недостаточно высокое качество обработки.

Технический результат: уменьшение потребляемой мощности за счет локальной обработки почвы и повышение качества обработки. Это достигается за счет того, что в устройстве, содержащем привод и обрабатывающий ротор с зубьями, ротор выполнен в виде, секторов соединенных между собой лентами с зубьями по продольным краям рабочей поверхности секторов, причем наружный верхний край секторов взаимосвязан посредством рычагов с втулкой, на которой закреплена муфта, имеющая возвратно-поступательное движение, а внутренние верхние края секторов взаимосвязаны с прорезями в кожухе посредством валиков, имеющих возможность качения.

Качение секторов обеспечивает последовательную обработку почвы, за счет того, что обрабатывающие зубья на секторах контактируют с почвой поочередно, что снижает усилие рыхления. Так, при общем количестве зубьев, находящихся на секторах в количестве 14, одновременно контактируют с почвой полностью и частично 4 зуба, что снижает усилие обработки более чем в три раза, соответствующим образом уменьшая мощность процесса обработки. Зубья, контактирующие с почвой, осуществляют обработку почвы (грубое рыхление). Одновременно, по мере перемещения секторов от центра к краям в контакт с почвой входят зубья, находящиеся на ленте, которые дополнительно измельчают почву, повышая качество обработки; при этом величина удельного давления передается при перемещении секторов равномерно зубьями на почву за счет того, что траектория движения секторов и зубьев, находящихся на них, создается нажимными рычагами и формой прорези, в кожухе, по которой перемещаются валики секторов устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства в начальном положении;

на фиг. 2 - сечение по "А-А";

на фиг. 3 изображена схема устройства в конечном положении;

на фиг. 4 - сечение по "В-В".

Устройство содержит привод 1, обрабатывающий ротор 2 с зубьями 3, где ротор выполнен в виде секторов 4, 5, соединенных лентой 6 с зубьями 7, расположенными по продольным краям рабочей поверхности 8 секторов 4, 5, причем наружный верхний край 9 секторов 4, 5 взаимосвязан посредством рычагов 10, 11 с втулкой 12, на которой закреплена муфта 13, имеющая возвратно-поступательное движение, а внутренние верхние края 14 секторов 4, 5 взаимосвязаны с криволинейными прорезями 15 в кожухе 16 посредством валиков 17, имеющих возможность качения за счет криволинейных прорезей.

Привод 1 включает электродвигатель 18, блок конических колес 19, 20, 21. Втулка 12 подвижно соединена с винтом 22 с рычагами 10, 11. Нажимные рычаги 23, 24, 25, 26 подвижно соединены с гайкой 27 с одной стороны, а с другой стороны с секторами 4, 5, в ленте 6 имеются отверстия 28. По рабочей поверхности 8 секторов 4, 5 установлены зубья 3. Рыхление осуществляется следующим образом. Вращение от привода 1 передается на втулку 12 через конические колеса 19, 20, 21, муфту 13, обеспечивающее в одном из крайних положений вращение гайки 27 по винту 22 по часовой или против часовой стрелки, при этом гайка 27 совершает поступательное движение, передавая усилие через рычаги 10, 11 на секторы 4, 5 с зубьями 3. Под действием усилия происходит перемещение секторов 4, 5. Причем с одной стороны валики 17 перемещаются по криволинейным прорезям 15 кожуха 16.

Зубья 3, войдя в землю, осуществляют рыхление почвы от середины к краям одновременно, лента 6 с зубьями 7 осуществляет дополнительное измельчение грунта.

Имеющиеся отверстия 28 в ленте 6 при перемещении ленты относительно зубьев 3 секторов 4, 5 обеспечивают удаление остатков почвы, прилипающей к зубьям. В крайнем положении секторов 4, 5 муфта 13 переключается в новое положение и сектора 4, 5 возвращаются в свое первоначальное положение, продолжая рыхлить почву.

При перемещении устройства в новое положение цикл обработки повторяется.

Устройство для рыхления почвы может работать индивидуально, в этом случае целесообразно использование двух рабочих органов, синхронно вращающихся в противоположных направлениях, или навешивается на тракторное или иное транспортное средство.

Применение локальных методов обработки почвы обеспечивает снижение энергоемкости процесса более чем на 30%.