Способ трехъярусной обработки почвы и орудие для его осуществления

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может использоваться для трехъярусной обработки предпочтительно солонцовых почв. Способ включает подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов, их перемещение и укладку на дно борозды. Подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов выполняют в двух наклонных к горизонту и пересекающихся плоскостях. Горизонты в неравных долях при интенсивном смешивании перемещают в бок на дно через смежную канаву. Оставшуюся часть без обработки солонцового горизонта обнажают при смежных проходах и укрывают перемешанным слоем из верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов. Орудие включает раму, кронштейны навески, опорное колесо, корпус нижнего яруса со стойкой, рабочий орган среднего яруса и установленный за ними рыхлитель. Корпус нижнего яруса выполнен в виде V-образного элемента из наклонных к горизонту частей, одна из которых сопряжена с вертикально установленной стойкой. Фронтальные части V-образного элемента снабжены отъемным лезвием. Стойка корпуса нижнего яруса смонтирована на раме с возможностью поворота в поперечно-вертикальной плоскости орудия. Стойка корпуса нижнего яруса с рамой связана разнесенными по длине рамы и стойки соосными шарнирами. Стойка с рамой дополнительно связаны механизмом поворота. Он выполнен в виде силового гидроцилиндра. Основание силового гидроцилиндра размещено на раме. Шток гидроцилиндра шарнирно связан с кулаком стойки. Рабочий орган среднего яруса смонтирован на одной из наклонных частей V-образного элемента и выполнен в виде группы ребер. Фронтальные грани ребер наклонены к его наклонной части. Рыхлитель орудия выполнен в виде приводного ротора. Ось вращения ротора в поперечно-вертикальной плоскости наклонена к стойке и к противолежащей от стойки наклонной части V-образного элемента. Подшипниковые опоры ротора размещены в указанных точках, а привод ротора выполнен в виде конических редукторов. Редукторы кинематически связаны посредством карданного телескопического вала с валом отбора мощности трактора и промежуточных валов. Один из валов размещен в шарнирах соединения стойки корпуса нижнего яруса с рамой. Такие конструкция и технология обеспечат снижение энергозатрат и повышение качества обработки солонцовых почв и их плодородия за счет самомелиорации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может использоваться для трехъярусной обработки предпочтительно солонцовых почв.

Известный комплексный метод мелиорации орошаемых солонцов, включающий глубокую мелиоративную обработку почвы на глубину 40...45 см, внесение химических мелиорантов с поливной водой, органических удобрений повышенными дозами (до 200 т/га), создание промывного режима почв (см., например, Руководство по применению комплексного метода мелиорации орошаемых солонцовых почв в Волгоградской области. Сост. А.С.Моорозова, А.Н.Гаврилова, М.В.Араканцев и др. - Волгоград, 1987, - 18 c. - C.3-5).

К недостаткам описанного способа, направленного на улучшение агрофизических и водно-физических свойств почв, создание благоприятных водно-воздушного и пищевого режимов, ликвидацию и предупреждение ощелачивания и содообразования в орошаемых почвах, относятся большие материальные затраты и большой срок гомогенизации солонцового и кальциеносного горизонтов. В сложившейся практике ценообразовании на растениеводческую продукцию затраты не окупаются за 10 лет.

Известен способ трехъярусной обработки почвы, основанной на существенных признаках изобретения по а.с. СССР №1338121 и дополненных, в котором с целью сохранения плодородия почвы при наличии на ее поверхности вредных веществ верхний слой почвы перед укладкой его на нижний слой почвы разделяют на две неравные по толщине части, причем верхнюю, меньшую из них, часть обрабатываемого верхнего слоя почвы смещают на дно борозды перед смещением в нее среднего слоя (SU, авторское свидетельство №1436291, А1. М.кл.⁴ А 01 В 79/00, 13/14. Способ трехъярусной обработки почвы и орудие для его осуществления / А.Д.Кормщиков, И.Г.Юлушев, Л.А.Кормщикова, С.В.Ляцкий (СССР). - Заявка №4204036/30-15; заявлено 03.03.1987; опубл. 1988, Бюл. №41. Для служебного пользования).

К недостаткам описанного способа относятся низкая эффективность самомелиорации солонцовых почв, несмотря на смену по ярусам почвенных горизонтов: плодородного под солонцовый, карбонатного на солонцовый и часть плодородного слоя над солевым.

Известно также орудие для трехъярусной обработки почвы, содержащее раму корпуса первого, второго и третьего ярусов, опорное колесо и черенковый нож (см. например, Плуг ярусный навесной ПТН-40. Инструкция по эксплуатации и техническому описанию с паспортом. - г. Рубцов, типография завода "Алтайсельмаш", 1976. - 42 с.).

К недостаткам ярусного навесного плуга ПТН-40 относятся большие энергозатраты, низкая эффективность мелиорации солонцовых почв и ограниченная производительность труда - не более 0,3 га/ч при скорости движения агрегата до 9,5 км/ч.

Известно также орудие для трехъярусной обработки почвы, в котором с целью сохранения плодородия почвы при наличии на ее поверхности вредных веществ орудие имеет дополнительный рабочий орган лемешно-отвального типа, который расположен выше и перед горизонтальным ножом и размещен между вертикальным ножом и вертикальной пластиной-отражателем, при этом лемех дополнительного рабочего органа установлен под углом установки горизонтального ножа; дополнительный рабочий орган соединен с рамой посредством шарнирного подпружиненного поводка с копирующим колесом (SU, авторское свидетельство №1436291 А1, М.кл.⁴ А 01 В 79/00, 13/14. Способ трехъярусной обработки почвы и орудие для его осуществления / А.Д.Кормщиков, И.Г.Юлушев, Л.А.Кормщикова, С.В.Ляцкий (СССР). - Заявка №4204036/30-15; заявлено 03.03.1987; опубл. 1988, Бюл. №41. Для служебного пользования).

К недостаткам описанного орудия относятся большие энергозатраты и низкая производительность.

Известен также тракторный грунтомет ГТ-3 для активного тушения кромки лесных низовых пожаров слабой и средней интенсивности направленной струей грунта для прокладки минерализованных полос, содержащий грунтомет, ограждение, толкатель, систему привода (см. Справочник лесохозяйственных машин, оборудования и приборов, разработанных ВНИИЛМ, ЦОКБ лесхозмаш, С.-П. НИИЛХ, Вырицким ОМЗ, ВНИИПОМ лесхоз и рекомендованных в производство. - Пушкино, 2001, 134 c. - C.101).

К недостаткам описанного грунтомета относятся ограниченные функциональные возможности и низкая эксплуатационная надежность.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эффективности механической обработки солонцовых комплексов.

Технический результат - снижение энергоемкости и сокращение сроков мелиорации солонцовых почв.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в известном способе трехъярусной обработки почвы, включающем подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов, их перемещение и укладку на дно борозды, согласно изобретению, подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов выполняют в двух наклонных к горизонту и пересекающихся плоскостях, горизонты солонцового комплекса в неравных долях при интенсивном смешивании перемещают в бок на дно через смежную канаву, причем оставшуюся часть без обработки солонцового горизонта обнажают при смежных проходах и укрывают перемешанным слоем из верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что в известном орудии для трехъярусной обработки почвы, включающем раму, кронштейн навески, опорное колесо, корпус нижнего яруса со стойкой, рабочий орган среднего яруса и установленный за ними рыхлитель, согласно изобретению, корпус нижнего яруса выполнен в виде V-образного элемента из наклонных к горизонту частей, одна их которых сопряжена с вертикально установленной стойкой, причем фронтальные части V-образного элемента снабжены отъемным лезвием, стойка корпуса нижнего яруса смонтирована на раме с возможностью поворота в поперечно-вертикальной плоскости орудия и с рамой связана разнесенными по длине рамы и стойки соосными шарнирами, причем стойка с рамой дополнительно связаны механизмом поворота, выполненным в виде силового гидроцилиндра, основание которого размещено на раме, а его шток шарнирно связан с кулаком стойки, рабочий орган среднего яруса смонтирован на одной из наклонных частей V-образного элемента и выполнен в виде группы ребер, фронтальные грани которых наклонены к его наклонной части, а рыхлитель выполнен в виде приводного ротора, ось вращения которого в поперечно-вертикальной плоскости наклонена к стойке и противолежащей от стойки наклонной части V-образного элемента, подшипниковые опоры ротора размещены в указанных точка, а привод ротора выполнен в виде конических редукторов, кинематически связанных посредством карданного телескопического вала с ВОМ агрегатируемого трактора и промежуточных валов, один из которых размещен в шарнирах соединения стойки корпуса нижнего яруса с рамой.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен процесс подрезания верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов по наклонным поверхностям и их боковое перемещение.

На фиг.2 представлен процесс транспортировки подрезанных горизонтов солонцового комплекса над открытой смежной канавой треугольного профиля.

На фиг.3 показано сечение солонцового комплекса после трехъярусной обработки.

На фиг.4 приведено орудие для трехъярусной обработки солонцовых почв с пассивным подрезающим рабочим органом, рыхлителем и приводным метателем, вид в плане.

На фиг.5 - то же, вид сзади.

На фиг.6 изображен подрезающий рабочий орган, вид сзади.

На фиг.7 - то же, вид слева.

На фиг.8 - то же, вид в плане.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ трехъярусной обработки почвы включает подрезание верхнего плодородного горизонта 1, среднего солонцового горизонта 2 и нижнего карбонатного горизонта 3, их перемещение и укладку на дно 4 канавы 5. Подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов 1-3 выполняют в двух наклонных к горизонту пресекающихся плоскостях 6 и 7, в донной части сопряженных по дуге окружности. Горизонты 1-3 солонцового комплекса в неравных долях при интенсивном смешивании перемещают в бок на дно 9 через смежную канаву 10. Оставшуюся часть 11 без обработки солонцового горизонта 2 обнажают при смежных проходах и укрывают перемешанным слоем 12 из верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов (см. фиг.1-3). Разрывы в канавах 5 солонцового горизонта разрушают водонепроницаемый экран и обеспечивают доступ атмосферных осадков в нижние почвенные горизонты и, как следствие, жизнедеятельность с.-х. растений. Смещение смешанных горизонтов в бок и укладку их в новом месте обеспечивает гомогенизацию почвенных структур, протекание соответствующих химических процессов и восстановление плодородия почвы.

Орудие для трехъярусной обработки солонцовых почв (см. фиг.4 и 5) включает раму 13, кронштейны навески 14, 15, 16, опорное колесо 17, корпус 18 нижнего яруса со стойкой 19, рабочий орган 20 среднего яруса и установленный за ними рыхлитель 21.

Корпус 18 нижнего яруса (см. фиг.6-8) выполнен в виде V-образного элемента из наклонных к горизонту частей 22 и 23. Одна из частей (23) сопряжена с вертикально установленной стойкой 19. Фронтальные части V-образного элемента снабжены отъемным лезвием 24. Стойка 19 корпуса 18 нижнего яруса смонтирована на раме 13 с возможностью поворота в поперечно-вертикальной плоскости орудия. Стойка 19 корпуса 18 с рамой 13 связана разнесенными по длине рамы 13 и стойки 19 соосными шарнирами 25 и 26. Рамс 13 орудия придана Г-образная форма, и она имеет продольную балку 27 и поперечную балку 28. Опорное колесо 17 размещено на продольной балке 27 рамы 13 справа от продольной плоскости симметрии. Части 22 и 23 V-образного элемента корпуса 18 имеют разные углы наклона к направлению движения. Наклонные к горизонту части 22, 23 и стойка 19 вместе с шарнирами 25 и 26 выполнены единой деталью. Кронштейны 29 и 30 стойки 19 корпуса 18 нижнего яруса соединены с кронштейнами 31 и 32 на продольной балке 27 рамы 13 полыми осями 33. Стойка 19 с рамой 13 дополнительно связана механизмом поворота. Механизм поворота выполнен в виде силового гидроцилиндра 34. Основание гидроцилиндра 34 размещено на раме 13 посредством кронштейна 35 с осью на нем. Шток гидроцилиндра связан с кулаком 36 стойки 19. Кулак 36 механизма поворота корпуса 18 нижнего яруса образован кронштейном 29 переднего шарнира 25 стойки 19 и кривошипом 37.

Рабочий орган 20 среднего яруса (см. фиг.4-8) смонтирован на одной из наклонных частей V-образного элемента корпуса 18. Он выполнен в виде группы ребер. Фронтальные кромки ребер наклонены к внутренней поверхности наклонной части 23.

Рыхлитель 21 выполнен в виде приводного ротора. Ось вращения ротора в поперечно-вертикальной плоскости наклонена к стойке 19 и к противолежащей от стойки 19 наклонной части 22 V-образного элемента. Корпуса 38 и 39 подшипниковых опор ротора размещены в указанных точках. Привод ротора выполнен в виде конических редукторов 40, 41 и 42. Конические угловые редукторы 40-42 связаны посредством карданного телескопического вала 43 с валом отбора мощности (ВОМ) и промежуточных валов 44 и 45. Один из валов 45 размещен на соосных полых осях 33 шарниров 25 и 26 соединения стойки 19 корпуса 18 нижнего яруса с рамой 13.

Орудие для трехъярусной обработки солонцовых почв работает следующим образом.

Раму 13 посредством кронштейнов навески 14-16 соединяют с тягами навесной системы агрегатируемого трактора. Предпочтительный класс тяги - 3. Схема навески - трехточечная. Угловой конический редуктор 41 карданным телескопическим валом 43 соединяют с хвостовиком редуктора вала отбора мощности (ВОМ) трактора. Колесо 17 на продольной балке 27 рамы 13 устанавливают для обработки почвенных горизонтов 1-3 на глубину 0,45-0,55 м. Силовой гидроцилиндр 34 рукавами высокого давления соединяют с боковой секцией гидросистемы трактора. Тягами через кронштейны 14-16 раму 13 приподнимают на 0,10-0,20 м над уровнем поверхности поля и включают ВОМ на малых оборотах двигателя трактора.

Вращением валов 43, 44 и 45 и шестерен в редукторах 41-43 проверяют привод ротора рыхлителя 21. Выявленные посторонние шумы и стуки в приводах устраняют. Проверяют техническое состояние отъемного лезвия 24 на фронтальной части V-образного элемента корпуса 18.

При установившемся движении почвообрабатывающего агрегата отъемным лезвием корпуса 18 нижнего яруса подрезаются верхний плодородный, средний солонцовый и нижний карбонатный горизонты 1-3 по наклонным пересекающимся плоскостям 6 и 7. Ребрами 20 подрезанный пласт треугольного сечения поднимается относительно правой наклонной части 23 и смещается в сторону ротора рыхлителя 21 и левой наклонной части 22 корпуса 18 нижнего яруса. Сдвинутый влево пласт с горизонтами 1-3 крошится и клыками вращающегося ротора рыхлителя 21 выбрасывается из канавы 5 через смежную канаву 10 на дно 9 следующей канавы 10 (см. фиг.1 и 2). Смешанные частицы верхнего плодородного горизонта 1, среднего солонцового горизонта 2 и нижнего карбонатного горизонта 3 перетрясывают в канаву 10 и перемешанным слоем 12 укрывают оставшуюся часть 11 без обработки солонцового горизонта 2. Таким образом часть солонцового горизонта сдвигается полосами в бок на новое место. Канавами 5 нарушается солонцовый горизонт, обеспечивая этим доступ влаги в нижележащие горизонты. Обнаженный слой 11 солонцового горизонта 2 сопряжен с карбонатным, солевым горизонтом 3. Это способствует гомогенизации почвенных фракций и химическим реакциям для рассолонцевания горизонта 2.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков способствуют достижению технического результата.

1. Способ трехъярусной обработки почвы, включающий подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов, их перемещение и укладку на дно борозды, отличающийся тем, что подрезание верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов выполняют в двух наклонных к горизонту и пересекающихся плоскостях, горизонты солонцового комплекса в неравных долях при интенсивном смешивании перемещают вбок на дно через смежную канаву, причем оставшуюся часть без обработки солонцового горизонта обнажают при смежных проходах и укрывают перемешанным слоем из верхнего плодородного, среднего солонцового и нижнего карбонатного горизонтов.

2. Орудие для трехъярусной обработки почвы включает раму, кронштейны навески, опорное колесо, корпус нижнего яруса со стойкой, рабочий орган среднего яруса и установленный за ними рыхлитель, отличающееся тем, что корпус нижнего яруса выполнен в виде V-образного элемента из наклонных к горизонту частей, одна из которых сопряжена с вертикально установленной стойкой, причем фронтальные части V-образного элемента снабжены отъемным лезвием, стойка корпуса нижнего яруса смонтирована на раме с возможностью поворота в поперечно-вертикальной плоскости орудия и с рамой связана разнесенными по длине рамы и стойки соосными шарнирами, причем стойка с рамой дополнительно связана механизмом поворота, выполненным в виде силового гидроцилиндра, основание которого размещено на раме, а его шток шарнирно связан с кулаком стойки, рабочий орган среднего яруса смонтирован на одной из наклонных частей V-образного элемента и выполнен в виде группы ребер, фронтальные грани которых наклонены к его наклонной части, а рыхлитель выполнен в виде приводного ротора, ось вращения которого в поперечно-вертикальной плоскости наклонена к стойке и к противолежащей от стойки наклонной части V-образного элемента, подшипниковые опоры ротора размещены в указанных точках, а привод ротора выполнен в виде конических редукторов, кинематически связанных посредством карданного телескопического вала с валом отбора мощности трактора и промежуточных валов, один из которых размещен в шарнирах соединения стойки корпуса нижнего яруса с рамой.

3. Орудие по п.2, отличающееся тем, что рама имеет Г-образную форму и снабжена продольной и поперечной балками.

4. Орудие по п.2, отличающееся тем, что опорное колесо размещено на продольной балке справа от продольной плоскости симметрии.

5. Орудие по п.2, отличающееся тем, что наклонные части V-образного элемента имеют равные углы наклона к направлению движения.

6. Орудие по п.2, отличающееся тем, что наклонные к горизонту части V-образного элемента и стойка корпуса нижнего яруса выполнены единой деталью.

7. Орудие по п.2, отличающееся тем, что кронштейны стойки корпуса нижнего яруса соединены с кронштейнами на продольной балке рамы полыми осями.

8. Орудие по п.2, отличающееся тем, что кулак механизма поворота образован передним шарниром стойки и кривошипом.