RU195364U1

RU195364U1 - ROTARY COMBINED TOOLS FOR PRE-SEED SOIL TREATMENT

Info

Publication number: RU195364U1
Application number: RU2019136979U
Authority: RU
Inventors: Сергей Мирбатович Яхин; Ильфат Ирфанович Алиакберов; Ленар Мидхатович Нуриев
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным ротационным орудиям для предпосевной обработки почвы. Орудие состоит из сварной рамы 1 и механизма навески 2. На раме 1 на подшипниковых опорах 3 установлен горизонтальный вал 4. На валу 4 на подшипниковых опорах 5 установлены горизонтальные диски 6, на которых жестко закреплена спираль 7 прямоугольного сечения с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца 8. Спираль 7 наклонена к образующей цилиндрической поверхности под углом δ>ϕ, где ϕ- угол трения скольжения спирали о почву. Витки спирали 7 соединены между собой, а также с дисками 6 и кольцом 8 спиральными квадратными прутками 9 с левой и правой навивкой. На валу 4 коаксиально закреплены игольчатые эллипсовидные диски 10, приводимые в движение посредством гидромотора 11. Конструктивные параметры дисков 10 определяются по формулам=D/(2 sin α),=D/2, где,- большая и малая полуоси эллипсов, D - диаметры дисков в проекции на профильную плоскость, α - угол закрепления дисков на валу. Иглы 12 дисков установлены на обойме 13 с наклонением назад на угол β>ϕ, где ϕ- угол трения скольжения игл о почву. Большие оси 2а эллипсов смежных дисков 10 повернуты одна относительно другой вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол γ=180/(n-1), где n - количество эллипсовидных дисков. Полезная модель обеспечивает упрощение конструкции и повышение эффективности предпосевной обработки почвы.The utility model relates to agricultural machinery, in particular to combined rotary implements for pre-sowing tillage. The tool consists of a welded frame 1 and a linkage mechanism 2. A horizontal shaft 4 is mounted on the frame 1 on the bearing bearings 3. Horizontal disks 6 are mounted on the shaft 4 on the bearing supports 5, on which a spiral 7 of rectangular cross section is rigidly fixed with left and right winding symmetrically the connecting ring 8. The spiral 7 is inclined to the generatrix of the cylindrical surface at an angle δ> ϕ, where ϕ is the angle of friction of the spiral sliding on the soil. The coils of the spiral 7 are interconnected, as well as with the disks 6 and the ring 8 with square spiral rods 9 with left and right windings. On the shaft 4, needle-shaped ellipsoid disks 10 are coaxially fixed, driven by a hydraulic motor 11. The design parameters of the disks 10 are determined by the formulas = D / (2 sin α), = D / 2, where, are the major and minor semi-axes of the ellipses, D are the diameters disks in the projection onto the profile plane, α is the angle of attachment of the disks to the shaft. Needles 12 of the discs are mounted on a ferrule 13 with an inclination backward at an angle β> ϕ, where ϕ is the angle of friction of the needles sliding on the soil. The large axes 2a of the ellipses of the adjacent disks 10 are rotated one relative to the other around the axis of the shaft clockwise or counterclockwise by an angle γ = 180 / (n-1), where n is the number of ellipsoidal disks. The utility model provides simplification of the design and increase the efficiency of pre-sowing tillage.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным ротационным орудиям для предпосевной обработки почвы, а именно, создания на глубине заделки семян уплотненного семенного ложа и мульчированного слоя на поверхности.The utility model relates to agricultural engineering, in particular to combined rotary implements for pre-sowing cultivation of the soil, namely, the creation of a compacted seed bed and a mulched layer on the surface at the depth of seed placement.

Известны ротационные комбинированные почвообрабатывающие орудия, содержащие раму, коаксиально установленные на валу рабочие органы, а также механизм привода (а. с. СССР №1482545, A01B 29/04, опубл. 30.05.1989, Бюл. №20; а. с. СССР №1435173, A01B 29/04, опубл. 07.11.1988, Бюл. №41 и патент РФ на полезную модель №149121, A01B 19/00, опубл. 20.12.2014).Known rotary combined tillage implements containing a frame, working bodies coaxially mounted on the shaft, and also a drive mechanism (a.s. USSR No. 1482545, A01B 29/04, publ. 05/30/1989, Bull. No. 20; a. With. USSR No. 1435173, A01B 29/04, publ. 11/07/1988, bull. No. 41 and the patent of the Russian Federation for utility model No. 149121, A01B 19/00, publ. 12/20/2014).

Наиболее близким техническим решением к данной полезной модели по своей сущности является ротационная борона (патент РФ на изобретение №2492606, МПК А01В 29/04 (2006.01), опубл. 20.09.2013, Бюл. №26). Она содержит раму, коаксиально установленные на валу внешний и внутренний рабочие органы (спирали), а также индивидуальные приводные колеса. Внутренний рабочий орган вращается с большей частотой, чем внешний, а направление вращения внутреннего рабочего органа противоположно направлению вращения внешнего рабочего органа.The closest technical solution to this utility model is essentially a rotary harrow (RF patent for invention No. 2492606, IPC AB 29/04 (2006.01), publ. 09/20/2013, Bull. No. 26). It contains a frame, external and internal working bodies (spirals) coaxially mounted on the shaft, as well as individual drive wheels. The internal working body rotates with a greater frequency than the external, and the direction of rotation of the internal working body is opposite to the direction of rotation of the external working body.

Однако данное техническое решение имеет существенные недостатки. Дело в том, что активный привод любого рабочего органа, в том числе внешней спирали прототипа при прочих равных условиях усложняет и удорожает конструкцию. Более того, лопастные колеса здесь неудовлетворительно выполняют функцию привода, поскольку в процессе работы забиваются растительными остатками, а при повышенной влажности забиваются почвой и превращаются в сплошной каток, что приводит к потере работоспособности ротационного орудия в целом. Наибольший эффект обработки (прикатывания) почвы достигается только тогда, когда внешний рабочий орган в данном случае пассивно перекатывается по полю. Помимо этого, активные рабочие органы орудия работают на разных глубинах и в разных скоростных режимах, следовательно неравномерно перемещают почву на встречу друг другу в осевом направлении, а это нарушает процесс выравнивания поверхностного слоя.However, this technical solution has significant drawbacks. The fact is that the active drive of any working body, including the external spiral of the prototype, ceteris paribus, complicates and increases the cost of the design. Moreover, the paddle wheels here unsatisfactorily perform the drive function, since they clog up with plant residues during operation, and clog the soil at high humidity and turn into a solid roller, which leads to the loss of operability of the rotary implement as a whole. The greatest effect of processing (rolling) the soil is achieved only when the external working body in this case passively rolls around the field. In addition, the active working bodies of the guns work at different depths and in different speed modes, therefore they unevenly move the soil to meet each other in the axial direction, and this violates the leveling of the surface layer.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель является повышение эффективности работы ротационного комбинированного орудия и качества предпосевной обработки почвы.The task to which the utility model is aimed is to increase the efficiency of the rotary combined implement and the quality of pre-sowing tillage.

Технический результат - упрощение конструкции, увеличение степени крошения почвы, интенсивное мульчирование и выравнивание поверхностного слоя.The technical result is a simplification of the design, an increase in the degree of crumbling of the soil, intensive mulching and leveling of the surface layer.

Это достигается тем, что в ротационном комбинированном почвообрабатывающем орудии, содержащим раму, коаксиально установленные на валу внешний и внутренний рабочие органы и привод, внешний рабочий орган выполнен пассивным с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца, а внутренний рабочий орган - в виде игольчатых эллипсовидных дисков, снабженных приводом, причем конструктивные параметры эллипсовидных дисков определяются по формулам а=D/(2 sin α), b=D/2, где а, b - большая и малая полуоси эллипсов, D - диаметры дисков в проекции на профильную плоскость, α - угол закрепления дисков на валу. Кроме того, витки спирали соединены между собой спиральными квадратными прутками с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца. К тому же, иглы эллипсовидных дисков установлены на обойме с наклонением назад на угол β>ϕ_тр, где ϕ_тр - угол трения скольжения игл о почву, а большие оси эллипсов смежных дисков повернуты одна относительно другой вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол γ=180/(n-1), где n - количество эллипсовидных дисков.This is achieved by the fact that in a rotary combined tillage implement containing a frame, external and internal working bodies and drive coaxially mounted on the shaft, the external working body is made passive with left and right winding symmetrically relative to the connecting ring, and the internal working body is in the form of needle ellipsoid discs provided with a drive, wherein the design parameters of elliptical discs are defined by a = D / (2 sin α), b = D / 2, where a, b - the major and minor axes of the ellipse, D - diameter of the disc a projection on the profile plane, α - fastening angle drive shaft. In addition, the coils of the spiral are interconnected by spiral square rods with left and right windings symmetrically with respect to the connecting ring. In addition, the needles of the ellipsoidal disks are mounted on a holder with an inclination backward at an angle β> ϕ _tr , where ϕ _tr is the angle of friction of the needles sliding on the soil, and the large axes of the ellipses of the adjacent disks are rotated one relative to the other around the shaft axis clockwise or counterclockwise at an angle γ = 180 / (n-1), where n is the number of ellipsoidal disks.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема ротационного комбинированного орудия в рабочем положении, выполненная в варианте самостоятельного почвообрабатывающего орудия; на фиг. 2 - та же, вид сверху; на фиг. 3 показан вид А на фиг. 2; на фиг. 4 изображен фрагмент Б на фиг. 2, а на фиг. 5 представлена схема закрепления эллипсовидных дисков на валу.In FIG. 1 shows a structural diagram of a rotary combined implement in working position, made in the form of an independent tillage implement; in FIG. 2 - the same top view; in FIG. 3 shows a view A in FIG. 2; in FIG. 4 shows fragment B in FIG. 2, and in FIG. 5 shows a diagram of fixing ellipsoidal disks on a shaft.

Предлагаемое комбинированное ротационное почвообрабатывающее орудие состоит из сварной рамы 1 (фиг. 1) и механизма навески 2. На раме 1 на подшипниковых опорах 3 установлен горизонтальный вал 4. На валу 4 на подшипниковых опорах 5 установлены горизонтальные диски 6, на которых жестко закреплена спираль 7 прямоугольного сечения (полоса) с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца 8 (фиг. 2). Для обеспечения скользящего вхождения в почву спираль 7 наклонена к образующей цилиндрической поверхности, которая описывает рабочий орган под углом δ>ϕ_тр, где ϕ_тр - угол трения скольжения спирали о почву (фиг. 4). С целью обеспечения устойчивой работы агрегата, а также создания дополнительного прикатывающего эффекта витки спирали 7 соединены между собой, а также с дисками 6 и кольцом 8 при помощи спиральных прутков 9 квадратного сечения с левой и правой навивкой также симметрично относительно кольца 8. Для эффективного разрушения почвенных комков прутки спирали 9 обращены к поверхности поля своими ребрами. Чтобы не затемнять чертеж, на фиг.2 изображены условно лишь два прутка 9, которые установлены симметрично относительно кольца 8. На валу 4 коаксиально закреплены также игольчатые эллипсовидные диски 10, конструктивные параметры которых определяются по формулам а=D/(2sin α), b=D/2, где а, b - большая и малая полуоси эллипсов, D - диаметры дисков в проекции на профильную плоскость, α - угол закрепления дисков на валу (фиг. 2 и 3). При соблюдении перечисленных условий профильные проекции эллипсовидных дисков превращаются в окружности, следовательно, обеспечивается их стабильная и устойчивая работа в ходе выполнения технологической операции. Эллипсовидные диски 10 приводятся во вращательное движение посредством механизма привода, например, при помощи гидромотора 11. Для обеспечения скользящего вхождения в почву иглы 12 (фиг. 3) дисков установлены на обойме 13 с наклонением назад на угол β>ϕ_тр, где ϕ_тр - угол трения скольжения игл о почву. На практике иглы 12 могут быть выполнены не только прямолинейными, но и в виде отдельных элементов эвольвенты, циклоиды, логарифмической спирали, круга и т.д. Для взаимного уравновешивания боковых усилий большие оси 2а эллипсов смежных дисков 10 повернуты одна относительно другой вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол γ=180/(n-1), где n - количество эллипсовидных дисков (фиг. 5). Орудие содержит также опорные колеса 14 с винтовым механизмом 15 для регулирования глубины обработки почвы.The proposed combined rotary tillage implement consists of a welded frame 1 (Fig. 1) and a linkage mechanism 2. A horizontal shaft 4 is mounted on the frame 1 on the bearing bearings 3. Horizontal disks 6 are mounted on the bearing 4 on the bearings 5, on which the spiral 7 is rigidly fixed rectangular section (strip) with left and right winding symmetrically relative to the connecting ring 8 (Fig. 2). To ensure a sliding entry into the soil, the spiral 7 is inclined to the generatrix of the cylindrical surface, which describes the working body at an angle δ> ϕ _Tr , where ϕ _Tr is the angle of friction of the spiral sliding on the soil (Fig. 4). In order to ensure the stable operation of the unit, as well as to create an additional rolling effect, the turns of the spiral 7 are interconnected, as well as with the disks 6 and the ring 8, with the help of spiral rods 9 of square cross-section with left and right windings also symmetrical about ring 8. For effective destruction of soil The lumps of the spiral rod 9 face the edges of the field with their ribs. In order not to darken the drawing, only two rods 9 are conventionally shown in FIG. 2, which are mounted symmetrically with respect to the ring 8. On the shaft 4, needle-shaped ellipsoid disks 10 are also coaxially fixed, the structural parameters of which are determined by the formulas a = D / (2sin α), b = D / 2, where a , b are the major and minor axes of the ellipses, D are the diameters of the disks in the projection onto the profile plane, α is the angle of attachment of the disks to the shaft (Fig. 2 and 3). Subject to the above conditions, the profile projections of the ellipsoidal disks turn into circles, therefore, their stable and stable operation is ensured during the execution of the technological operation. The ellipsoidal disks 10 are rotationally driven by the drive mechanism, for example, by means of a hydraulic motor 11. To ensure a sliding entry into the soil, the needles 12 (Fig. 3) of the disks are mounted on a ferrule 13 with an inclination backward at an angle β> ϕ _tr , where ϕ _tr - the angle of friction of the sliding needles on the soil. In practice, needles 12 can be made not only straightforward, but also in the form of individual elements of involute, cycloid, logarithmic spiral, circle, etc. For mutual balancing of lateral forces to the major axes 2 and ellipses adjacent discs 10 are rotated relative to one another around the axis of the shaft clockwise or counterclockwise by an angle γ = 180 / (n-1), where n - the number of elliptical discs (. Figure 5). The tool also contains support wheels 14 with a screw mechanism 15 for adjusting the depth of tillage.

Работает предлагаемое комбинированное ротационное орудие следующим образом. При поступательном движении агрегата спираль 7 погружается в почву на заданную глубину и благодаря силе трения скольжения о почву вращается вокруг горизонтального вала 4 и свободно перекатывается по полю. В результате активного воздействия спирали 7 и прутков 9 на почву, комки разрушаются и, самое главное, на глубине заделки семян создается уплотненное семенное ложе. Уплотненное ложе обеспечивает лучший контакт семян с влажной почвой, следовательно, ускоренный стартовый рост растений. Одновременно гидромотор 11 приводит во вращение игольчатые эллипсовидные диски 10. Благодаря конструктивной особенности, эллипсовидные диски 10, кроме вращательного движения совершают дополнительное колебательное движение в продольно-поперечной плоскости. Поэтому почва интенсивно мульчируется, а поверхность эффективнее выравнивается. Создание на поверхности мульчированного слоя предотвращает испарение влаги, поскольку прерывается капиллярная связь между слоями почвы.The proposed combined rotary gun works as follows. With the translational movement of the unit, the spiral 7 is immersed in the soil to a predetermined depth and, thanks to the sliding friction force on the soil, rotates around the horizontal shaft 4 and freely rolls around the field. As a result of the active effect of the spiral 7 and the rods 9 on the soil, the lumps are destroyed and, most importantly, a compacted seed bed is created at the depth of the seed placement. The compacted bed provides better seed contact with moist soil, therefore, accelerated starting plant growth. At the same time, the hydraulic motor 11 drives the needle-shaped ellipsoid disks 10. Due to the design feature, the ellipsoid disks 10, in addition to the rotational movement, perform additional oscillatory motion in the longitudinal-transverse plane. Therefore, the soil is intensively mulched, and the surface is more effectively leveled. The creation of a mulched layer on the surface prevents the evaporation of moisture, since the capillary bond between the soil layers is interrupted.

Технико-экономический эффект выражается в том, что упрощается конструкция, почва эффективнее уплотняется, выравнивается и мульчируетя, что приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.The technical and economic effect is expressed in the fact that the design is simplified, the soil is more effectively compacted, leveled and mulched, which leads to increased crop yields.

Claims

1. Ротационное комбинированное орудие для предпосевной обработки почвы, содержащее раму, коаксиально установленные на валу внешний и внутренний рабочие органы и привод, отличающееся тем, что внешний рабочий орган выполнен пассивным с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца, а внутренний рабочий орган - в виде игольчатых эллипсовидных дисков, снабженных приводом, причем конструктивные параметры эллипсовидных дисков определяются по формулам 1. Rotary combined tool for pre-sowing tillage, containing a frame, external and internal working bodies and a drive coaxially mounted on the shaft, characterized in that the external working body is made passive with left and right winding symmetrically relative to the connecting ring, and the internal working body is in the form of needle-shaped ellipsoidal disks equipped with a drive, and the design parameters of ellipsoidal disks are determined by the formulas

а=D/(2 sin α), b=D/2, a = D / (2 sin α), b = D / 2,

где а, b - большая и малая полуоси эллипсов, where a , b are the major and minor axis of the ellipses,

D - диаметры дисков в проекции на профильную плоскость, D are the diameters of the disks in the projection onto the profile plane,

α - угол закрепления дисков на валу.α is the angle of attachment of the disks to the shaft.

2. Ротационное комбинированное орудие по п. 1, отличающееся тем, что витки спирали соединены между собой спиральными квадратными прутками с левой и правой навивкой симметрично относительно соединительного кольца.2. The rotary combined tool according to claim 1, characterized in that the turns of the spiral are interconnected by spiral square rods with left and right winding symmetrically with respect to the connecting ring.

3. Ротационное комбинированное орудие по п. 1, отличающееся тем, что иглы эллипсовидных дисков установлены на обойме с наклоном назад на угол β>ϕ_тр, где ϕ_тр - угол трения скольжения игл о почву, а большие оси эллипсов смежных дисков повернуты одна относительно другой вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол γ=180/(n-1), где n - количество эллипсовидных дисков.3. The rotary combined tool according to claim 1, characterized in that the needles of the ellipsoidal disks are mounted on a ferrule inclined backward at an angle β> ϕ _tr , where ϕ _tr is the angle of friction of the needles sliding on the soil, and the large axes of the ellipses of the adjacent discs are rotated one relatively the other around the axis of the shaft clockwise or counterclockwise at an angle γ = 180 / (n-1), where n is the number of ellipsoidal disks.