RU2698280C1

RU2698280C1 - Deep tiller for slope soil treatment

Info

Publication number: RU2698280C1
Application number: RU2018119797A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Максимов; Александр Евгеньевич Ушаков
Original assignee: Валерий Павлович Максимов; Александр Евгеньевич Ушаков
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-08-27

Abstract

FIELD: agriculture; machine building.SUBSTANCE: invention relates to the field of agricultural machine building. Deep tiller (3) for slope soil processing contains a frame with rack rippers (5 and 6) mounted on it with tusks (7) and fixed on the side faces by the soil-lifting plates – soil lifters (8). Rack rippers (5 and 6) are fixed on frame hingedly with possibility of rotation in plane perpendicular to axis of tractor, and are connected to each other by means of rods (10) and to hydraulic cylinder (12) of their rotation control. Two paired rack rippers (6) have curvilinear shape with bend to outer sides relative to their symmetry axis, and soil lifters (8) fixed only on external sides. Line of bend of rack (6) is located from tip of tusks (7) at distance of 15…30 centimeters at bend angle of 10…20 degrees.EFFECT: optimal transverse subsurface profiles are created.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к мелиоративным рабочим органам для безотвальной обработки почвы на глубину до 60 см.The invention relates to agricultural machinery, in particular to reclamation working bodies for subsurface tillage to a depth of 60 cm

Известны различные конструкции глубокорыхлителей навесного типа для безотвальной обработки почвы, такие как КАО-2, УНС-5, ПЛН-5-35, ПЧ-4,5, ПЧ-10.01, ПЧ-6, РГ-0,8 и т.д. Недостатками этих конструкций является то, что при обработке почвы на склонах, в силу жесткого закрепления стоек рыхлителей на раме орудия происходит нерациональное формирование зон разрыхления и формы внутрипочвенных стенок, что не позволяет в должной мере использовать технологию обработки склоновых почв по патенту РФ МПК А01В 13/16 RU №2255450 «Способ обработки склоновых почв». На сегодняшний день отсутствуют конструкции орудий глубокорыхлителей навесных для безотвальной обработки склоновых земель и аккумуляции внутрипочвенной влаги на склоне.There are various designs of hinged type deep-rippers for soilless tillage, such as KAO-2, ONS-5, PLN-5-35, ПЧ-4,5, ПЧ-10.01, ПЧ-6, РГ-0,8, etc. . The disadvantages of these designs is that when soil is cultivated on slopes, due to the rigid fastening of the ripper racks on the implement’s frame, the loosening of the loosening zones and the shape of the intra-soil walls occurs, which does not allow to use the slope soil treatment technology according to the patent of the Russian Federation MPK А01В 13 / 16 RU No. 22545450 "Method for the treatment of slope soils." To date, there are no designs of mounted deep-ripper tools for subsurface cultivation of slope lands and the accumulation of subsurface moisture on the slope.

Наиболее близкий аналог - глубокорыхлитель навесной чизельного типа по AC SU №1507220 А1, который принят в качестве прототипа. Недостаток данного аналога в том, что при обработки склоновых земель область разрыхления (ее поперечная проекция) и формируемая при этом внутрипочвенная стенка, возникающие в почве от прохода рабочего органа прототипа имеют не рациональные формы, не обеспечивающие устройство поперек склона внутрипочвенных стенок требуемой прочности.The closest analogue is a mounted chisel type deep-ripper according to AC SU No. 1507220 A1, which is adopted as a prototype. The disadvantage of this analogue is that when processing sloping lands, the loosening area (its transverse projection) and the thus formed subsoil wall that arise in the soil from the passage of the prototype working body have non-rational shapes that do not provide the required strength across the slope of the subsoil walls.

Известно, что устойчивость (прочность) внутрипочвенной (подпорной) стенки зависит, в том числе, и от ее формы (см. Цытович И.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для Вузов. М.: Высшая школа, 1979. Рис. IV.20, а - Некоторые виды подпорных стенок). Согласно Цытовичу И.А. подпорная стенка для обеспечения ее устойчивости должна иметь трапециевидную форму с основанием шире, чем вершина. При обработке склоновых земель традиционными глубокорыхлителями с жестким закреплением стоек на раме орудия стойки с рыхлящими элементами перемещаются перпендикулярно плоскости склона. То есть они отклонены от вертикали на угол наклона склона β (фиг. 1а), что приводит к нарушению рациональной формы подпорной стенки, как за счет подрезания ее основания, так и за счет выхода значительной части подпорной стенки за вертикальную плоскость, проведенную по нижней линии основания (фиг. 1а, плоскость А-А). Это, в конечном счете, приводит к значительному снижению устойчивости дальнейшему разрушению внутрипочвенной (подпорной) стенки. Таким образом, традиционные глубокорыхлители не позволяют на практике реализовывать достоинства известного способа обработки склоновых земель.It is known that the stability (strength) of the subsoil (retaining) wall depends, inter alia, on its shape (see Tsytovich I.A. Soil mechanics (short course): Textbook for High Schools. M.: Higher School, 1979. Fig. IV.20, a - Some types of retaining walls). According to Tsytovich I.A. the retaining wall to ensure its stability should have a trapezoidal shape with a base wider than the top. When processing slope lands with traditional deep-rippers with rigid fastening of the racks on the implement frame, racks with loosening elements move perpendicular to the plane of the slope. That is, they are deviated from the vertical by the slope angle β (Fig. 1a), which leads to a violation of the rational shape of the retaining wall, both by cutting its base, and due to the exit of a significant part of the retaining wall beyond the vertical plane drawn along the bottom line base (Fig. 1A, plane AA). This, ultimately, leads to a significant decrease in stability to further destruction of the subsoil (retaining) wall. Thus, traditional subsoilers do not allow in practice to realize the advantages of the known method of processing sloping lands.

Задачей изобретения является создание оптимальных поперечных профилей, как областей разрыхления, так и чередующихся с ними переуплотненными промежутками - внутрипочвенными стенками требуемой прочности.The objective of the invention is the creation of optimal transverse profiles, both loosening areas, and alternating with them re-densified intervals - subsoil walls of the required strength.

Поставленная задача решается тем, что:The problem is solved in that:

1) стойки рыхлителей закреплены на раме шарнирно с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси трактора, соединены между собой тягами и с гидроцилиндром управления их поворотом, а две парные стойки рыхлителей имеют криволинейную, с изгибом во внешние стороны относительно оси их симметрии, форму, при этом линия изгиба стойки расположена от носка наральника на расстоянии 15…30 сантиметров при угле изгиба 10…20 градусов, причем грунтоподъемники закреплены только на внешних сторонах этих стоек.1) the ripper racks are pivotally mounted on the frame with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the tractor axis, are interconnected by rods and with a hydraulic cylinder for controlling their rotation, and two paired ripper racks are curved, with a bend to the outside relative to the axis of symmetry, with this line of the bend of the rack is located from the toe of the mouth at a distance of 15 ... 30 centimeters with an angle of bend of 10 ... 20 degrees, and the elevators are fixed only on the outer sides of these racks.

2) рабочие полости гидроцилиндра управления поворотом стоек рыхлителей соединены с гидравлической системой трактора посредством трехпозиционного гидрораспределителя, механически связанного с электромагнитом, соединенным через релейно-транзисторный элемент с логической системой оценки импульсов, вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя импульсов, имеющего, в свою очередь, электрическую связь с электронным датчиком контроля положения, закрепленным на стойке рыхлителя.2) the working cavity of the hydraulic cylinder for controlling the rotation of the racks of the rippers is connected to the hydraulic system of the tractor through a three-position valve, mechanically connected to an electromagnet connected through a relay-transistor element with a logical system for evaluating pulses, the input of which is connected to the output of the amplifier-driver of pulses, which, in turn, has , electrical connection with an electronic position monitoring sensor mounted on a cultivator strut.

На фиг. 1 изображены различные формы переуплотненных промежутков - внутрипочвенных стенок - полученные после прохода по склону глубокорыхлителя: а - существующей конструкции, 6 - предлагаемой конструкции. На фиг. 2 показан общий вид глубокорыхлителя для обработки склоновых земель, вид сбоку. На фиг. 3 показан общий вид глубокорыхлителя для обработки склоновых земель, вид сзади, включая систему управления гидроцилиндром.In FIG. 1 shows various forms of re-compacted gaps - subsoil walls - obtained after passing along the slope of a subsoiler: a - of the existing structure, 6 - of the proposed design. In FIG. 2 shows a general view of a subsoiler for cultivating sloping lands, side view. In FIG. Figure 3 shows a general view of a subsoiler for cultivating sloping lands, a rear view, including a hydraulic cylinder control system.

Предложенная новая конструкция глубокорыхлителя для обработки склоновых земель имеет существенные отличия от прототипа и отвечает критерию новизны.The proposed new design of a subsoiler for processing sloping lands has significant differences from the prototype and meets the criterion of novelty.

Глубокорыхлитель для обработки склоновых земель выполнен следующим образом.Subsoiler for processing sloping lands is as follows.

К тяговой машине 1 посредством четырехточечной подвески 2 закреплена рама глубокорыхлителя 3, на которой в шарнирах 4 с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной оси трактора установлены корпуса стоек рыхлителей - прямые 5 и две парные криволинейные 6 с изгибом во внешние стороны относительно оси их симметрии, в нижней части которых закреплены наральники 7, а в средней части – почвоподъемные пластины – грунтоподъемники 8, причем на прямых стойках 5 грунтоподъемники 8 установлены симметрично с обеих сторон, а на криволинейных только с одной внешней стороны. Стойки рыхлителей 5 и 6 в части расположенной выше шарниров 4 посредством шарниров 9 соединены между собой обшей тягой 10 и со штоком 11 гидроцилиндра управления поворотом 12. Полости гидроцилиндра 12 посредством трубопроводов 13 и 14 соединены с гидросистемой трактора (тяговой машины) через трехпозиционный гидрораспределитель 15, который механически связан с электромагнитом 16, который электрической связью соединен через релейно-транзисторный элемент 17 с логической системой оценки импульсов 18, вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя импульсов 19, имеющего в свою очередь электрическую связь с электронным датчиком контроля положения 21, закрепленным на одной из стоек рыхлителя 6. Все это составляет электрогидрораспределитель 20.A ripper frame 3 is fixed to the traction machine 1 by means of a four-point suspension 2, on which ripper bodies are mounted in hinges 4 with the possibility of rotation in the plane of the tractor's perpendicular axis - straight 5 and two paired curved 6 with bending to the outside relative to the axis of symmetry, in the lower the parts of which are fixed to the mouth guards 7, and in the middle part - soil-lifting plates - elevators 8, and on straight racks 5, the elevators 8 are mounted symmetrically on both sides, and on curvilinear only from one outside. Racks of rippers 5 and 6 in the part of the hinges 4 located above by means of hinges 9 are interconnected by a common rod 10 and with the rod 11 of the steering control hydraulic cylinder 12. The cavities of the hydraulic cylinder 12 are connected to the hydraulic system of the tractor (traction machine) via pipelines 13 and 14 through a three-position valve 15, which is mechanically connected to an electromagnet 16, which is electrically connected through a relay-transistor element 17 with a logical system for evaluating pulses 18, the input of which is connected to the output of the amplifier-form Vatel pulses 19 having, in turn, in electrical communication with an electronic control position sensor 21, fixed to one of the ripper racks 6. This is elektrogidroraspredelitel 20.

Работа глубокорыхлителя осуществляется следующим образом. При начальном положении тяговой машины (трактора) 1 на склоне имеющем угол наклона склона β рама глубокорыхлителя 3,закрепленная на тракторе посредством четырехточечной подвески 2,располагается так же как и трактор - параллельно склону. При этом стойки рыхлителей 5 и 6 установлены в транспортном положении, т.е. перпендикулярно раме и отклонены от вертикали на угол наклона склона β, что соответствует положению трехпозиционного гидрораспределителя 15 в позиции 1ГР. При включении системы управления электронный датчик контроля положения 20 фиксирует угол отклонения стоек от вертикали на величину равную углу наклона склона β и генерирует соответствующий электрический импульсный сигнал. Импульсный сигнал, усиленный по амплитуде и сформированный по длительности и крутизне фронтов в усилителе-формирователе импульсов 19, поступает на вход логической схемы оценки импульсов 18, который обеспечивает единичный сигнал при отклонении стойки от вертикали и нулевой сигнал при отсутствии отклонения (в пределах задаваемого допуска). От логического единичного сигнала включается релейный элемент 17 транзисторного типа. Его выходное напряжение подается на электромагнит, который передвигает золотник гидрораспределителя 15 в одно из положений 2ГР или 3ГР, открывающее движение масла к соответствующим полостям гидроцилиндра 12, что посредством воздействия штока 11 гидроцилиндра на стойки рыхлителей 5 и 6 восстанавливает их вертикальное положение. При достижении стойками 5 и 6 вертикального положения система управления переводит золотник гидрораспределителя 15 в позицию 1ГР, что фиксирует заданное положение стоек глубокорыхлителя и при его заглублении и продолжении движения по склону формирует внутрипочвенные стенки рациональной формы.The work of the deep ripper is as follows. In the initial position of the traction machine (tractor) 1 on a slope having a slope angle β of the ripper frame 3, mounted on the tractor with a four-point suspension 2, is located in the same way as the tractor parallel to the slope. At the same time, the racks of rippers 5 and 6 are installed in the transport position, i.e. perpendicular to the frame and deviated from the vertical by the slope angle β, which corresponds to the position of the three-way valve 15 in position 1GR. When the control system is turned on, the electronic position monitoring sensor 20 fixes the angle of the strut deviation from the vertical by an amount equal to the slope angle β and generates a corresponding electrical pulse signal. The pulse signal amplified in amplitude and generated by the duration and steepness of the fronts in the amplifier-pulse shaper 19, is fed to the input of the pulse estimation logic circuit 18, which provides a single signal when the rack deviates from the vertical and a zero signal in the absence of deviation (within the specified tolerance) . From a logical single signal, a relay element 17 of a transistor type is turned on. Its output voltage is applied to an electromagnet, which moves the spool of the control valve 15 to one of the 2GR or 3GR positions, which opens the movement of oil to the corresponding cavities of the hydraulic cylinder 12, which, through the action of the cylinder rod 11 on the racks of the cultivators 5 and 6, restores their vertical position. When the uprights 5 and 6 reach the vertical position, the control system transfers the valve spool 15 to the 1GR position, which fixes the specified position of the racks of the deep-ripper and, when it is deepened and continues to move along the slope, forms subsoil walls of a rational shape.

При соответствующей настройке логической системы оценки импульсов 18 гидроцилиндр 15 обеспечивает постоянное (в заданных пределах отклонения) вертикальное положение стоек 5 и 6 глубокорыхлителя, обеспечивая при работе орудия на склоне решение поставленной задачи.With the appropriate setting of the logical system for evaluating the impulses 18, the hydraulic cylinder 15 provides a constant (within the specified deviation limits) vertical position of the racks 5 and 6 of the deep-ripper, providing when the gun is working on a slope the solution of the problem.

Claims

1. A subsoiler for treating sloping lands, comprising a frame with ripper racks with rails located on it and soil-raising plates fixed to the lateral faces - soil elevators, characterized in that the ripper racks are pivotally mounted on the frame with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the tractor axis, connected between by rods and with a hydraulic cylinder for controlling their rotation, and two pair of ripper racks are curved, with a bend to the outside relative to the axis of symmetry, shape, etc. This strut fold line extends from naralnika sock at a distance of 15 ... 30 cm when the bending angle of 10 ... 20 degrees, wherein gruntopodemniki secured only at the outer sides of these pillars.

2. A subsoiler for processing sloping lands according to claim 1, characterized in that the working cavities of the hydraulic cylinder for controlling the rotation of the ripper racks are connected to the hydraulic system of the tractor by means of a three-position hydraulic distributor, mechanically connected to an electromagnet connected via a relay-transistor element with a logical system for evaluating pulses, the input which is connected to the output of the amplifier-driver of pulses, which in turn has an electrical connection with an electronic position monitoring sensor, close lennym rack ripper.