RU2538821C1

RU2538821C1 - Rotary subsoil cultivator

Info

Publication number: RU2538821C1
Application number: RU2013136657/13A
Authority: RU
Inventors: Алексей Феодосьевич Жук; Андрей Юрьевич Измайлов; Яков Петрович Лобачевский
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-01-10
Also published as: RU2013136657A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: rotary subsoil cultivator comprises a frame with a connecting device, the driveless ripper working bodies installed in series, forcibly rotating rotor with teeth on the horizontal shaft, the rotor drive mechanisms, and a compactor. The ripper working bodies are made in the form of spherical discs. The discs are mounted with an angle of attack in front of the rotor teeth and are facing with the convex to the longitudinal axis of the subsoil cultivator. The diameter of the rotor is at least one and a half times greater than the diameter of the discs. The discs are arranged above the lower line of the rotor body of revolution by an amount exceeding not less than half the radius of the disc. The devices for connection of the discs with the frame are made with elastic elements. The compactor is made with adjustable limitation of lifting height. The rotor teeth are provided with replaceable cutting devices. The discs are made adjustable in height and fixed on the spring-loaded or spring racks.

EFFECT: reduction of energy consumption of loosening the soil by rotary subsoil cultivator and cost of power to the rotor drive, providing sustainable performance of processing the agricultural backgrounds with weed vegetation.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к почвообрабатывающим машинам.The invention relates to the field of agriculture, in particular to tillage machines.

Известен агрегатируемый на передней навеске энергосредства комбинированный роторный глубокорыхлитель с принудительно вращающимся зубовым ротором и размещенными впереди и сзади него глубокорыхлительными лапами / Жук А.Ф., Борисенко И.Б., Шапошников И.А. Теоретическое обоснование рациональной технологической схемы и параметров ротационного плуга. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. Сб. научн. трудов, т.120. ВИМ. 1989. - С.146-157/.Known aggregated on the front hinge of a power tool is a combined rotary subsoiler with a forcibly rotating tooth rotor and deep-ripping paws located in front and behind it / Zhuk A.F., Borisenko I.B., Shaposhnikov I.A. Theoretical substantiation of a rational technological scheme and parameters of a rotary plow. Theory and calculation of tillage machines. Sat scientific proceedings, t. 120. Vim. 1989. - S. 146-157 /.

При совместной работе лап и зубового ротора снижаются энергозатраты на его привод и исключается появление в системе МТА циркулирующей мощности. Отделение зубьями фрагментов пласта менее энергоемко, чем его отрезание ножами.When the paws and the tooth rotor work together, the energy consumption for its drive is reduced and the appearance of circulating power in the MTA system. Separation of formation fragments by teeth is less energy intensive than cutting it off with knives.

Однако такой глубокорыхлитель имеет повышенные затраты мощности на проталкивание разрыхленного слоя сквозь задний ряд стоек лап. На агрофонах, засоренных растительными остатками, работа рыхлительно-роторных плугов затруднена из-за их забивания. При агрегатировании такого плуга с энергосредством приводной концепции возрастают потери мощности на буксование. Кроме того, процесс рыхления ротором недостаточно рационален, так как при вертикальном погружении в верхний слой почвы его зубья испытывают высокое сопротивление, реакция которого направлена не на подталкивание плуга, а вверх на его выглубление, и на этом участке движения зуба почвенные фрагменты почти не отделяются.However, such a ripper has an increased power consumption for pushing the loosened layer through the rear row of paws. On agricultural backgrounds clogged with plant debris, the operation of cultivating rotary plows is difficult due to their clogging. When aggregating such a plow with the power of the drive concept, the power loss for slipping increases. In addition, the rotor loosening process is not rational enough, since when vertically immersed in the top soil layer, its teeth experience high resistance, the reaction of which is not aimed at pushing the plow, but upward at its deepening, and in this part of the tooth movement the soil fragments are almost not separated.

Ближайшим по назначению и устройству является роторный глубокорыхлитель (плуг) с принудительно вращающимся зубовым ротором и размещенными перед ними глубокорыхлительными лапами / Жук А.Ф., Халилов М.Б. Изыскание типов рабочих органов роторного плуга. Научно технический бюллетень ВИМ, №79, 1990. - С.3…6. - прототип/.The closest to the purpose and device is a rotary deep-ripper (plow) with a forcibly rotating tooth rotor and deep-loosening paws placed in front of them / Zhuk A.F., Khalilov MB Research of types of working bodies of a rotary plow. Scientific and Technical Bulletin of VIM, No. 79, 1990. - P.3 ... 6. prototype.

Плуг не тратит мощность на проталкивание пласта сквозь ряд стоек, однако при обработке агрофонов, засоренных растительными остатками, также забивается, а на участке вертикального погружения в верхний слой почвы его зубья, не отделяя почвенных фрагментов, испытывают высокое сопротивление, реакция которого направлена не на подталкивание плуга, а вверх на его выглубление. При агрегатировании плуга с энергосредством приводной концепции существенны потери мощности на буксование.The plow does not spend power on pushing the formation through a number of racks, however, when processing agrophones clogged with plant debris, it also gets clogged, and on the site of vertical immersion in the upper soil layer its teeth, without separating soil fragments, experience high resistance, the reaction of which is not aimed at pushing a plow, and upward on its excavation. When aggregating a plow with the power of the drive concept, significant power losses on slipping are significant.

Технической задачей изобретения является снижение энергоемкости рыхления почвы роторным глубокорыхлителем и затрат мощности на привод ротора, а также обеспечение устойчивого выполнения процесса обработки агрофонов, засоренных растительными остатками.An object of the invention is to reduce the energy intensity of loosening the soil with a rotary subsoiler and the power consumption for driving the rotor, as well as ensuring a stable process for the processing of agrophones littered with plant residues.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в роторном глубокорыхлителе, содержащем раму с присоединительным устройством, последовательно установленные бесприводные рыхлительные рабочие органы, принудительно вращающийся ротор с зубьями на горизонтальном валу и механизмы его привода, согласно изобретению рыхлительные рабочие органы выполнены в виде сферических дисков, установленных с углом атаки перед зубьями ротора, диаметр которого, по крайней мере, в полтора раза больше диаметра дисков, при этом диски выполнены регулируемыми по высоте установки относительно ротора, обращены выпуклостью к продольной оси глубокорыхлителя и расположены выше нижней линии тела вращения ротора на величину, превышающую не менее чем наполовину радиуса диска, кроме того, устройства для сопряжения дисков с рамой выполнено с упругими элементами, зубья ротора снабжены сменными рабочими устройствами, а сзади ротора размещен каток с регулируемым ограничением высоты его подъема. Изобретение поясняется чертежами.The stated technical problem is achieved in that in a rotary subsoiler containing a frame with a connecting device, successively mounted non-power ripping working bodies, a forcibly rotating rotor with teeth on a horizontal shaft and its drive mechanisms, according to the invention, the ripping working bodies are made in the form of spherical disks mounted with angle of attack in front of the teeth of the rotor, the diameter of which is at least one and a half times the diameter of the disks, while the disks are adjustable the height of the installation relative to the rotor, they are convex to the longitudinal axis of the subsoiler and are located above the lower line of the body of rotation of the rotor by an amount exceeding at least half the radius of the disk, in addition, the device for interfacing the disks with the frame is made with elastic elements, the teeth of the rotor are equipped with interchangeable working devices, and at the rear of the rotor there is an ice rink with an adjustable limitation of its lifting height. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен роторный глубокорыхлитель, вид сбоку, фиг.2 - то же, вид сверху.Figure 1 presents the rotary subsoiler, side view, figure 2 is the same, top view.

Роторный глубокорыхлитель содержит раму 1 с присоединительным устройством 2, направляющими стойками 3 с винтовыми механизмами 4 для вертикального перемещения балки 5 с установленными на ней дисковыми рабочими органами 6 и механизмами 7 регулировки их угла атаки, секции (левую и праву) ротора 8 с валом 9, зубьями 10 и сменными рабочими устройствами (долотами) 11 на них, рамку 12, шарнирно сопряженную с рамой 1, каток 13, чистик 14 и талрепы 15 для регулировки глубины обработки (высоты установки катка).The rotary subsoiler contains a frame 1 with a connecting device 2, guide racks 3 with screw mechanisms 4 for vertical movement of the beam 5 with disk working bodies 6 mounted on it and mechanisms 7 for adjusting their angle of attack, sections (left and right) of the rotor 8 with shaft 9, teeth 10 and replaceable working devices (chisels) 11 on them, frame 12, articulated with frame 1, roller 13, scraper 14 and turnbuckles 15 to adjust the working depth (height of the roller).

Роторный глубокорыхлитель содержит механизмы привода ротора 8 от вала отбора мощности (ВОМ) энергосредства: карданную передачу 16, редуктор цилиндрический 17, передачу 18 от цилиндрического 17 к центральному редуктору 19, закрепленному на площадке 20. Ведомый вал редуктора 17 соединен с валами секций ротора 8 посредством зубчатых муфт, обоймы которых (полумуфты) размещены в валу 9 ротора 8.The rotary deep-ripper contains mechanisms for driving the rotor 8 from the power take-off shaft (PTO) of the power tool: cardan gear 16, gear reducer 17, gear 18 from cylindrical 17 to the central gear 19 fixed to the platform 20. The driven shaft of the gear 17 is connected to the shafts of the rotor sections 8 by gear couplings, the clips of which (half-couplings) are placed in the shaft 9 of the rotor 8.

Дисковый рабочий орган 6 содержит сферический диск 21, закрепленный на валу, установленном в подшипниковом узле, корпус которого закреплен на подпружиненной (или пружинящей) стойке, шарнирно сопряженной с поворотным кронштейном, установленным на балке 5 и соединенным с тягой механизма 7 регулировки угла атаки ряда дисков. Дисковые рабочие органы 6, как и зубья 9 на роторе 8, установлены с интервалом по ширине 35 см. Вал 9 секции зубового ротора 8 на одном конце содержит полумуфту для соединения с валом редуктора 19, а на другом конце цапфу, установленную в подшипнике, закрепленном на раме 1. На валу посредством предохранительных пальцев (болтов), срезных при аварийных нагрузках, закреплены обоймы 22 с фланцами, на которых установлены зубья 10. Диаметр D ротора 8, по крайней мере, в полтора раза больше диаметра d дисков 21, которые размещены выше нижней линии тела вращения ротора на величину, превышающую половину их радиуса.The disk working body 6 contains a spherical disk 21 mounted on a shaft mounted in a bearing assembly, the housing of which is mounted on a spring-loaded (or spring) strut, articulated with a swivel bracket mounted on a beam 5 and connected to the rod of the mechanism 7 for adjusting the angle of attack of a number of disks . The disk working bodies 6, as well as the teeth 9 on the rotor 8, are installed with an interval of 35 cm wide. The shaft 9 of the section of the tooth rotor 8 at one end contains a coupling half for connecting to the gearbox shaft 19, and at the other end, a trunnion mounted in a bearing mounted on the frame 1. On the shaft by means of safety fingers (bolts), shear off under emergency loads, clips 22 are attached with flanges on which the teeth are mounted 10. The diameter D of the rotor 8 is at least one and a half times the diameter d of the disks 21, which are placed above the bottom line of the body of rotation p otor by an amount exceeding half their radius.

Каток 13 выполнен в виде барабана с зубьями. Цапфы барабана установлены в подшипниках, закрепленных на рамке 12.The roller 13 is made in the form of a drum with teeth. The drum pins are mounted in bearings mounted on a frame 12.

На балке 5 закреплены регулируемые по высоте крепления отражатели 23, предотвращающие отбрасывание почвы крайними дисками за пределы обрабатываемого гона.Reflectors 23, adjustable in height of fastening, are fixed on the beam 5, which prevent the extreme discs from throwing soil beyond the boundaries of the cultivated head.

Перед началом работы глубокорыхлителя устанавливают требуемую глубину обработки зубовым ротором 8, регулируя высоту подъема катка 13 посредством талрепов 15. Затем винтовыми механизмами 4 вертикально перемещают балку 5 с дисковыми рабочими органами 6 и устанавливают требуемую (8…12 см) глубину обработки почвы дисками 21. После этого включают ВОМ энергосредства. Используя навеску энергосредства, опускают глубокорыхлитель на почву и начинают движение вдоль гона.Before starting the work of the subsoiler, the required depth of treatment with the tooth rotor 8 is set by adjusting the height of the roller 13 by means of lanyards 15. Then, with the help of screw mechanisms 4, the beam 5 with the disk working bodies 6 is vertically moved and the required depth of soil treatment by the disks 21 is set. After This includes PTO power tools. Using a hinge of energy, lower the subsoiler to the soil and begin to move along the rut.

При работе глубокорыхлителя диски 21 перед зубьями 9 ротора режут растительные остатки и рыхлят полосы глубиной и шириной около 10 см, а почву из создаваемых борозд отбрасывают в стороны от продольной оси глубокорыхлителя.During the operation of the deep-ripper, the disks 21 in front of the teeth 9 of the rotor cut plant debris and loosen the strips with a depth and width of about 10 cm, and the soil from the created furrows is thrown away from the longitudinal axis of the deep-ripper.

Зубья 10 вращающегося ротора 8 проникают в пласт в бороздах, образованных сферическими дисками 21. При этом уменьшена глубина перемещения зубьев 10 в монолитной почве обрабатываемого пласта, так как за счет борозд исключается участок вертикального погружения носка зуба 10 в пласт, на котором фрагменты пласта не отделяются от монолита. При отсутствии борозд только вертикальная (выглубляющая) реакция воздействовала бы на рабочее устройство 11 зуба 10. При погружении в борозде рабочее устройство 11 зуба 10 движется в почве не только вниз, но и назад. При этом зуб отбрасывает назад почвенные фрагменты (стружку) и испытывает реакцию сопротивления, направленную вперед на подталкивание глубокорыхлителя. Его тяговое сопротивление, возникающее из-за работы дисков 21 и катка 13, компенсируется подталкивающей реакцией на роторе 8, поэтому буксование энегосредства исключено. Ротор 8 рыхлит пласт, деблокированный сверху. Даже при максимальном заглублении ротора 8 на 40…45 см поверхности бокового скалывания почвы зубом 10 идут от его носка и выходят наверх в бороздах, созданных дисками 21, расположенными сбоку каждого зуба 10. При этом критическая глубина (с боковым скалыванием пласта от носка рабочего устройства 11) возрастает на величину заглубления дисков 21, а энергозатраты на отделение зубом 10 почвенного фрагмента и на привод ротора 8 снижаются.The teeth 10 of the rotating rotor 8 penetrate into the formation in the grooves formed by the spherical disks 21. At the same time, the depth of movement of the teeth 10 in the monolithic soil of the treated formation is reduced, since the section of the vertical immersion of the tooth sock 10 into the formation, on which fragments of the formation are not separated, is eliminated from the monolith. In the absence of furrows, only a vertical (deepening) reaction would act on the working device 11 of the tooth 10. When immersed in the furrow, the working device 11 of the tooth 10 moves in the soil not only downward, but also backward. In this case, the tooth throws back soil fragments (shavings) and experiences a resistance reaction directed forward to push the subsoiler. Its traction resistance, arising due to the operation of the disks 21 and the roller 13, is compensated by a pushing reaction on the rotor 8, therefore slipping of the power tool is excluded. Rotor 8 loosens the reservoir, unlocked from above. Even with the maximum deepening of the rotor 8 by 40 ... 45 cm, the surface of lateral cleavage of the soil with tooth 10 goes from its toe and goes upward in the furrows created by the disks 21 located on the side of each tooth 10. Moreover, the critical depth (with lateral cleaving of the formation from the tip of the working device 11) increases by the amount of deepening of the disks 21, and the energy consumption for the tooth 10 to separate the soil fragment and the rotor drive 8 is reduced.

Каток 13 ограничивает заглубление ротора 8, выравнивает и уплотняет разрыхленный пласт, что снижает конвективный вынос влаги из почвы. На фиг.1 изображено заглубление ротора 8, близкое к максимальному.The roller 13 limits the depth of the rotor 8, levels and compacts the loosened formation, which reduces the convective removal of moisture from the soil. Figure 1 shows the deepening of the rotor 8, close to maximum.

Для регулирования глубины обработки вместо катка 13 можно использовать опорные лыжи (не показаны).To control the depth of processing instead of the roller 13, you can use supporting skis (not shown).

При изменении, например уменьшении глубины рыхления ротором 8, винтовыми механизмами 4 вертикально перемещают балку 5 с дисковыми рабочими органами 6, обеспечивая заглубление дисков 21 на 8…12 см.When changing, for example, decreasing the depth of loosening by the rotor 8, screw mechanisms 4 vertically move the beam 5 with disk working bodies 6, providing a deepening of the disks 21 by 8 ... 12 cm.

Вследствие размещения сферических дисков 21 перед зубьями ротора 8 роторный глубокорыхлитель не подвержен забиванию растительными остатками и может при сниженных энергозатратах устойчиво без буксования энергосредства и циркулирующей мощности в системе МТА работать на засоренных, закустаренных и мульчированных агрофонах.Due to the placement of spherical disks 21 in front of the teeth of the rotor 8, the rotary deep-ripper is not subject to clogging with plant residues and can, with reduced energy consumption, work stably, clogged and mulched agrofonds without slipping energy and circulating power in the MTA system.

Подпружинивание дисков 21 и использование предохранительных срезных пальцев (болтов) для крепления на валу 9 обойм 22 с зубьями 10 предохраняет их от разрушения при встрече в почве с камнями и подобными включениями.The springing of the disks 21 and the use of safety shear fingers (bolts) for fastening the yokes 22 with the teeth 10 on the shaft 9 prevents them from breaking when they meet stones and similar inclusions in the soil.

Роторный глубокорыхлитель может агрегатироваться с энергосредствами приводной концепции (УЭС), а также с энергонасыщенными тракторами и найдет применение при разуплотнении старопахотных почв и залежей, площадь которых в современной России составляет более 40 млн га, а также при мелиоративном разуплотнении почвы пастбищ и лугов.The rotary deep-ripper can be aggregated with power tools of the drive concept (UES), as well as with energy-saturated tractors and will find application in deconsolidation of old arable soils and deposits, the area of which in modern Russia is more than 40 million hectares, as well as in land reclamation deconsolidation of pastures and meadows.

Claims

1. Роторный глубокорыхлитель, содержащий раму с присоединительным устройством, последовательно установленные бесприводные рыхлительные рабочие органы, принудительно вращающийся ротор с зубьями на горизонтальном валу и механизмы его привода, отличающийся тем, что рыхлительные рабочие органы выполнены в виде сферических дисков, установленных с углом атаки перед зубьями ротора, при этом диаметр ротора, по крайней мере, в полтора раза больше диаметра дисков, расположенных выше нижней линии тела вращения ротора, на величину, превышающую не менее чем наполовину их радиус, а устройства для сопряжения дисков с рамой выполнены с упругими элементами.1. A rotary subsoiler containing a frame with a connecting device, sequentially mounted non-power ripping working bodies, a forcibly rotating rotor with teeth on a horizontal shaft and its drive mechanisms, characterized in that the ripping working bodies are made in the form of spherical disks mounted with an angle of attack in front of the teeth the rotor, while the diameter of the rotor is at least one and a half times the diameter of the disks located above the lower line of the body of rotation of the rotor, by an amount exceeding not less than half their radius, and devices for interfacing disks with the frame are made with elastic elements.

2. Роторный глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что снабжен катком с регулируемым ограничением высоты его подъема, размещенным сзади ротора, зубья ротора снабжены сменными рабочими устройствами, а сферические диски выполнены регулируемыми по высоте размещения относительно ротора.2. The rotary deep-ripper according to claim 1, characterized in that it is equipped with a roller with an adjustable limitation of its lifting height located at the rear of the rotor, the teeth of the rotor are equipped with replaceable working devices, and the spherical disks are made adjustable in height of placement relative to the rotor.

3. Роторный глубокорыхлитель по п.1, отличающийся тем, что диски обращены выпуклостью к продольной оси глубокорыхлителя и закреплены на подпружиненных или пружинящих стойках, а зубья ротора установлены на фланцах с обоймами, которые закреплены на валу посредством пальца, срезаемого при аварийной нагрузке на зуб. 3. The rotary deep-ripper according to claim 1, characterized in that the disks are convex to the longitudinal axis of the deep-ripper and mounted on spring-loaded or spring struts, and the rotor teeth are mounted on flanges with clips that are mounted on the shaft by means of a finger that is cut off during emergency load on the tooth .