Изобретение касается вращающейся мотыги, главным образом, для рыхления поверхностного слоя почвы, содержащей несущую конструкцию, подвешенную на машине с моторным приводом, и по меньшей мере одну рабочую часть, которая шарнирно закреплена на указанной несущей конструкции. Рабочая часть (4) содержит по меньшей мере одно рыхлительное колесо (12), установленное с возможностью его разворота вокруг регулировочной оси (18) и возможностью регулировки таким образом, чтобы плоскость (16) его вращения и поверхность (9) почвы образовывали первый угол (20) величиной 5-70 °, в то время как линия (17) пересечения плоскости (16) его вращения с плоскостью поверхности (9) почвы и направление (8) поступательного движения вращающейся мотыги (1) образуют второй угол (21) величиной 5-80 °. Рыхлительное колесо (12) содержит лопатки (14), отогнутые назад относительно направления (6) вращения рыхлительного колеса. Для регулировки глубины (19) культивации вращающейся мотыги (1) без изменения ширины (15) захвата регулировочная ось (18) ориентирована параллельно линии (17) пересечения плоскости (16) вращения рыхлительного колеса (12) с плоскостью поверхности (9) почвы.

[0001] Вращающаяся мотыга (1), такая как ротационный культиватор для рыхления поверхностного слоя почвы, содержащая несущую конструкцию (2), выполненную с возможностью подвешивания на машине с моторным приводом, и по меньшей мере одну рабочую часть (4), которая шарнирно закреплена на несущей конструкции (2) и оснащена по меньшей мере одним рыхлительным колесом (12), выполненным с возможностью вращения при взаимодействии с почвой, причем рыхлительное колесо (12) установлено с возможностью его разворота вокруг регулировочной оси (18) и регулирования его положения таким образом, чтобы плоскость вращения (16) рыхлительного колеса (12) и поверхность (9) разрыхляемой почвы образовывали первый угол (20) в диапазоне 5-70 °, а линия (17) пересечения плоскости (16) его вращения с плоскостью поверхности (9) почвы и направление (8) поступательного движения вращающейся мотыги (1) - второй угол (21) в диапазоне 5-80 °; при этом рыхлительное колесо (12) оснащено центральной ступицей (12А) и лопатками (14), отогнутыми назад относительно направления (6) вращения рыхлительного колеса (12), отличающаяся тем, что для регулирования глубины (19) культивации без изменения ширины (15) культивации регулировочная ось (18) ориентирована, по существу, параллельно линии (17) пересечения плоскости (16) вращения рыхлительного колеса (12) с плоскостью поверхности (9) почвы.

[0002] Вращающаяся мотыга по п.1, отличающаяся тем, что она имеет механизм (22) регулирования угла положения рыхлительного колеса (12), связанный с регулировочной осью (18).

[0003] Вращающаяся мотыга по п.2, отличающаяся тем, что механизм (22) регулирования оснащен регулировочной втулкой (23), в которой с возможностью поворота установлена регулировочная ось (18) и которая неподвижно закреплена на рычаге (5) подвески указанной несущей конструкции (2), а регулировочная ось (18) образует единый конструктивный узел с корпусом (13) центральной ступицы (12А), при этом механизм (22) регулирования оснащен регулировочным рычагом (24) с отверстиями (24А), прикрепленным к регулировочной оси (18), и регулировочной вилкой (25) с отверстиями (25А), причем регулировочная вилка (25) прикреплена к рычагу (5) подвески, а для фиксации требуемого углового положения регулировочного рычага (24) и регулировочной вилки (25) предусмотрен по меньшей мере один блокирующий элемент, такой как штырь (26), который пропущен по меньшей мере через одну группу совпадающих одно с другим отверстий (24А, 25А).

[0004] Вращающаяся мотыга по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что регулировочная втулка (23) прикреплена к рычагу (5) подвески посредством сварки.

[0005] Вращающаяся мотыга по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что один из концов регулировочной оси (18) прикреплен к корпусу (13) посредством сварки.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к вращающейся мотыге, в частности, ротационному культиватору, который представляет собой роторную культиваторную машину, главным образом, для культивации поверхностного слоя почвы, т.е. для рыхления и/или перемешивания почвы, дробления комков и т.п.

Предшествующий уровень техники

Известны различные вращающиеся мотыги, например, ранее описанные в патентах Венгрии 192002 и 202702. Общая особенность этих конструкций заключается в том, что они пригодны для рыхления почвы только на конкретную глубину, причем глубина культивации определяется конструкцией конкретной вращающейся мотыги. Проблема состоит в том, что мотыга должна, с одной стороны, вращаться и при этом рыхлить почву на полосе максимально возможной ширины.

В случае вращающихся мотыг, описанных в указанных патентах, угол наклона мотыги по отношению к почве изменяют путем ее поворота вокруг регулировочной оси, перпендикулярной направлению движения мотыги. Указанная ось поворота или регулировки обозначена индексом 2 на фиг. 2 чертежей патента 192002. В данной конструкции регулировка углов обеспечивается изменением положения буферных элементов на пружинной тяге 6, которые привернуты винтами. Аналогичный принцип регулировки угла использован также и в патенте 202702.

Опыт показывает, что недостатком вышеупомянутого способа регулировки глубины является то, что в случае уменьшения угла наклона плоскости вращения мотыжного (рыхлительного) колеса относительно почвы, неизбежно уменьшается и ширина полосы, обрабатываемой рыхлительным колесом - ширина захвата. С другой стороны, в случае увеличения данного угла снижается интенсивность вращения рыхлительного колеса вращающейся мотыги, что является недостатком, например, поскольку снижается эффективность культивации и неэффективно осуществляется самоочистка рыхлительного колеса.

Препятствием распространению вращающихся мотыг в настоящее время в большой степени является то, что они пригодны для рыхления только на одну единственную глубину. Однако если, в частности, вращающиеся мотыги применять в качестве машин для подготовки к посеву семенного ложа, то агротехническая необходимость потребует, чтобы оптимальная глубина культивации соответствовала толщине поверхностного слоя почвы, которая в данный момент пригодна для рыхления. Однако традиционные вращающиеся мотыги по вышеупомянутым причинам не отвечают таким комплексным требованиям, потому что в случае традиционной регулировки угла наклона рыхлительного колеса либо будут оставаться заросшие сорняками неразрыхленные полосы, либо вращающаяся мотыга не будет выполнять соответствующую работу по культивации из-за того, что она не вращается надлежащим образом.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в устранении недостатков существующих конструкций, а именно в создании усовершенствованной вращающейся мотыги, в которой ни ширина захвата рыхлительного колеса, ни интенсивность его вращения не изменяются в случае изменения угла наклона плоскости вращения рыхлительного колеса относительно почвы.

Указанная задача полностью решается настоящим изобретением, то есть вращающейся мотыгой, охарактеризованной в п.1 формулы изобретения. Дополнительные усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах формулы.

Сущность изобретения кроется в изначальном понимании того, что намеченную задачу можно решить, если полностью отойти от традиционного способа регулировки глубины, а именно - для регулировки глубины культивации разворачивать вращающуюся мотыгу вокруг регулировочной оси, параллельной линии пересечения плоскости вращения рыхлительного колеса и плоскости поверхности почвы. Согласно изобретению замечательный эффект такой меры/особенности состоит в том, что при такой регулировке глубины не изменяется ни ширина захвата (культивации) вращающейся мотыги, ни плечо силы, которая вращает рыхлительное колесо, что абсолютно отличается от принципа регулировки, используемого в известных технических решениях.

Можно отметить и замечательный дополнительный эффект изобретения, заключающийся в том, что в случае применения соответствующей изобретению вращающейся мотыги и тонкие и толстые почвенные слои, пригодные для культивации, могут быть подвергнуты рыхлению с хорошим качеством, в соответствии с действующими агротехническими требованиями, что принесет пользователям значительную агрономическую и экономическую выгоду.

Что касается комплексных агрономических требований, то следует отметить, что общей проблемой при весенней подготовке семенного ложа является чрезмерно влажный слой почвы под поверхностью. Очевидно, что сырую почву нельзя разбить на мелкие фрагменты, нанося механические удары, так как такая почва слишком мягкая и слежавшаяся. Другая проблема состоит в том, что перенесение на поверхность влажного слоя почвы уменьшает запас воды в почве и тем самым уменьшает шансы, что посеянные семена взойдут. По существу эта же проблема свойственна и агрегатам для культивации, устанавливаемым на машинах для ухода за растениями, - в такие периоды нельзя переносить влажную почву на поверхность. Действительно, слишком глубокая культивация влечет за собой слишком большие потери воды, что снижает шансы выживания всходов культивируемых растений. С другой стороны, при осенней подготовке семенного ложа желательно, чтобы вращающаяся мотыга проникала в почву глубже, поскольку в эти периоды содержание влаги в почве низкое и плужная обработка почвы нерациональна, или же в разрыхленном слое почвы присутствуют крупные комки, которые требуется дробить. Осенью, например, после уборки кукурузы, нет времени ждать, пока вспаханное поле «отстоится » - сев должен быть завершен быстро.

Все указанные операции с почвой можно выполнять с хорошим качеством, если применять вращающуюся мотыгу, соответствующую настоящему изобретению. Итак, основное преимущество соответствующей изобретению вращающейся мотыги с регулируемой рабочей глубиной в том, что она может универсально выполнять любые операции, отвечая компонентам вышеупомянутой комплексной системы требований. Кроме того, вращающаяся мотыга может формировать семенные ложа хорошего качества даже на основе слишком тонких слоев почвы (пригодной для культивации) в весенний период, что до настоящего времени было немыслимо с использованием традиционных вращающихся мотыг.

Результаты экспериментов показывают, что дополнительные области применения соответствующей изобретению вращающейся мотыги могут включать в себя: формирование гребней борозд, освежение гребней, уход за гребнями. При таких видах работы с почвой также очень важным фактором является возможность регулировать глубину культивации. В рамках идеи настоящего изобретения то же самое рыхлительное колесо (ротор) может быть применено и для формирования гребней и для ухода за гребнями, если вращающуюся мотыгу поворачивать вокруг регулировочной оси параллельно линии пересечения поверхности гребня и плоскости вращения рыхлительного колеса с целью регулировки рабочей глубины, за счет чего область применения соответствующей изобретению вращающейся мотыги может быть дополнительно расширена.

Краткое описание фигур чертежей

Варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг. 1 представляет собой вид сбоку варианта осуществления соответствующей изобретению вращающейся мотыги в состоянии работы, когда мотыга подвешена на машине с моторным приводом,

фиг. 2 схематически изображает конструкцию и принцип действия рабочей части мотыги фиг. 1,

фиг. 2А изображает сечение фиг. 2 по линии II-II,

фиг. 3-5 изображают фрагмент конструкции фиг. 1, а именно, вариант осуществления механизма регулировки угла, причем фиг. 3 представляет вид сбоку с частичным разрезом, фиг. 4 - поперечное сечение фиг. 3 по линии IV-IV, а фиг. 5 другой вид фрагмента фиг. 3 с частичным разрезом,

фиг. 6-8 изображают вращающуюся мотыгу фиг. 1 независимым образом, причем фиг. 6 представляет вид сверху, фиг. 7 - боковую перспективную проекцию, а фиг. 8 представляет еще одну боковую перспективную проекцию фиг. 7, но в увеличенном масштабе.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1 показана соответствующая настоящему изобретению вращающаяся мотыга 1, которая известным способом, посредством несущей конструкции 2, присоединена, а точнее, подвешена к машине 3 с моторным приводом или к иной буксируемой конструкции. В данном случае вращающаяся мотыга 1 содержит рабочую часть 4, которая шарнирно закреплена на несущей конструкции 2 посредством рычага 5 подвески. Направление вращения рабочей части 4 мотыги указано стрелкой 6, а ось вращения индексом 7. Направление поступательного движения подвешенной вращающейся мотыги 1 - так же как и машины 3 - обозначено стрелкой 8.

Заранее отрегулированное положение рабочей части 4 мотыги относительно поверхности 9 почвы остается постоянным в процессе культивации почвы данным способом. Чтобы отслеживать бугры и неровности культивируемой почвы в рассматриваемую конструкцию введено колесо 10, ограничивающее глубину. Пружинный механизм 11 и возможность отклонения вращающейся мотыги 1 вверх (фиг. 1) помогают избежать повреждения мотыги в случае налипания на нее, например, крупных комков.

В данном случае, рабочая часть 4 мотыги содержит одиночное рыхлительное колесо (ротор) 12 с центральной ступицей 12А, которое установлено в корпусе 13, оснащенном подшипниками (не показаны). Рыхлительное колесо может свободно вращаться в направлении стрелки 6 вокруг указанной оси 7 вращения. В данном случае, цилиндрический корпус 13 неподвижно закреплен на рычаге 5 подвески. Рыхлительное колесо 12 оснащено радиальными лопатками 14, прикрепленными к ступице 12А с возможностью отсоединения от ступицы, что является предпочтительным. Лопатки 14 установлены на равных расстояниях друг от друга по окружности ступицы 12А, предпочтительно, в одной плоскости, при этом в рассматриваемом случае лопатки отогнуты назад в направлении, противоположном направлению 6 вращения рыхлительного колеса 12, причем вращение рыхлительного колеса создается за счет его взаимодействия с почвой.

Поперечные сечения дугообразно отогнутых лопаток 14 в предпочтительном варианте представляют собой равносторонние треугольники или трапеции с двумя гранями. Различные геометрические формы лопаток 14 рассмотрены в вышеупомянутом патенте Венгрии 202702, содержание которого включено в настоящее изобретение посредством ссылки.

На теоретическом чертеже фиг. 2 в перспективной проекции изображено рыхлительное колесо 12 во время работы, и показан соответствующий изобретению особый принцип регулировки глубины. В соответствии с настоящим изобретением, интересным является то, что ширина 15 захвата (ширина культивации) вращающейся мотыги 1 остается по существу неизменной, если для требуемого увеличения или уменьшения глубины 19 культивации рабочую часть 4 мотыги 1 разворачивать вокруг оси 18 регулировки, которая проходит параллельно линии 17 пересечения плоскости 16 вращения рыхлительного колеса 12 с поверхностью 9 почвы. Центральная линия регулировочной оси 18 обозначена позицией 18А на фигурах 2, 5, 6 и 8.

Из фиг. 2А видно, что если первый угол 20 между плоскостью 16 вращения рыхлительного колеса 12 и поверхностью 9 почвы увеличивать, то глубина 19 культивации увеличивается, в то время как если первый угол 20 уменьшать, то глубина 19 культивации, соответственно, уменьшается. Однако существенным обстоятельством является то, что в процессе такой регулировки глубины второй угол 21 между линией 17 пересечения плоскости 16 вращения с поверхностью 9 почвы и направлением движения по стрелке 8 остается постоянным, то есть не меняется в процессе культивации. Рыхлительное колесо (ротор) 12 вращающейся мотыги, будучи наклоненным в заднем и боковом направлениях, в процессе рыхления вращается вокруг оси 7 в результате принудительного контакта с почвой.

На фиг. 3-5 показан простой вариант конструкции механизма 22 регулировки угла вращающейся мотыги. В данном случае, регулировочная втулка 23, в которую с возможностью вращения посажена регулировочная ось 18, параллельная линии 17 пересечения поверхности 9 почвы с плоскостью 16 вращения рыхлительного колеса 12, согласно настоящему изобретению образует единый конструктивный узел с рычагом 5 подвески (фиг. 3). С другой стороны, регулировочная ось 18, связанная с механизмом 22 регулировки угла, образует единый конструктивный узел с корпусом 13, в котором установлено вращающееся рыхлительное колесо 12 (фиг. 5).

В показанном на чертежах варианте осуществления механизма 22 регулировки угла, регулировочный рычаг 24 оснащен набором отверстий 24А, и неподвижно прикреплен к регулировочной оси 18, например, сваркой. С другой стороны, предусмотрена регулировочная вилка 25, также оснащенная набором отверстий 25А, и неподвижно прикрепленная к рычагу 5 подвески (фиг. 3, 5 и 6). Отверстия 24А и 25А регулировочного рычага 24 и, соответственно, регулировочной вилки 25 взаимодействуют друг с другом таким образом, что при определенных относительных угловых положениях, по меньшей мере одно из отверстий 24А совпадает с соответствующим отверстием 25А, при этом фактически установленное угловое положение может быть зафиксировано посредством по меньшей мере одного блокирующего элемента, пропущенного через указанные отверстия, например, посредством по меньшей мере одного фиксирующего штыря 26.

Таким образом, глубину 19 культивации вращающейся мотыги 1 можно простым образом регулировать, используя вышеописанный механизм 22 регулировки угла, поворачивая ось 18 в регулировочной втулке 23, а затем -соответственно требуемой глубине 19 рыхления - фиксируя вращающуюся мотыгу 1 в положении выбранного угла штырем 26, который следует пропустить через совпадающие друг с другом отверстия 24А и 25А в регулировочном рычаге 24 и, соответственно, регулировочной вилке 25.

В процессе работы, то есть в процессе культивации почвы, вращающаяся мотыга 1, подвешенная на машине 3 с моторным приводом, поступательно движется в направлении, указанном стрелкой 8. В своем рабочем положении ротор, т.е. рыхлительное колесо 12 вращающейся мотыги 1, за счет наклона в заднем и боковом направлениях ориентирован таким образом, что плоскость 16 его вращения и поверхность 9 культивируемой почвы образуют первый угол 20, составляющий 5-70 °, а оптимально 36 °, а линия 17 пересечения плоскости 16 вращения ротора с плоскостью поверхности 9 почвы и направление движения вращающейся мотыги 1 (показанное стрелкой 8) образуют второй угол, составляющий 5-80 °.

На фиг. 2 и 2А хорошо видно, как плоскость 16 вращения рыхлительного колеса 12 пересекается с плоскостью поверхности 9 почвы по линии 17. При буксировке вращающейся мотыги 1 машиной 3, рыхлительное колесо 12 начинает вращаться, благодаря тому что часть наклоненного рыхлительного колеса 12 находится в принудительном контакте с почвой, и вследствие этого лопатки 14 рыхлительного колеса 12 разрезают почву. С другой стороны, лопатка 14, которая фактически ориентирована поперек направления движения, начинает перемещать почву, потому что, как указывалось выше, линия 17 пересечения и направление движения (по стрелке 8) образуют второй угол, который отличается от 90 ° и составляет 5-80 °. Таким образом, рабочая часть 4 за счет определенного относительного пространственного движения лопаток 14 может выполнять специальные агротехнические функции.

На фиг. 2 показана работа лопаток 14 рыхлительного колеса 12, и, в общих чертах, соотношения, характеризующие движение колеса. В соответствии с результатами экспериментов, рыхлительное колесо 12 катится по земле своим внешним периметром, образованным концами лопаток 14. Поэтому мгновенный центр скоростей рыхлительного колеса 12 находится на внешней окружности, образованной концами лопаток 14, в том месте, где лопатки 14 касаются почвы, т.е. в точке, самой удаленной от оси 7 вращения (фиг. 2). Следовательно, условия движения рыхлительного колеса относительно почвы всегда определяются положением его мгновенного центра скоростей.

В сегменте "А" на фиг. 2 составляющая перемещения точек рыхлительного колеса в направлении поступательного движения (по стрелке 8) очень мала. Однако присутствует значительная вертикальная компонента перемещения точек колеса, когда лопатки 14 входят в сегмент "А" и выходят из сегмента "А". То есть в сегменте "А" лопатки 14 практически перемещаются в вертикальном направлении. Эти условия определяют работу рыхлительного колеса 12, а также необходимую конструкцию лопаток 14. Лопатки 14, двигаясь в вертикальном направлении, подрезают остатки стеблей растений, корни и разрезают комки, если есть достаточное сопротивление в виде силы противодействия почвы.

В сегменте "В" на фиг. 2 составляющая перемещения лопаток 14 в направлении поступательного движения (по стрелке 8) и в поперечном направлении увеличивается вследствие вращения рыхлительного колеса 12. Это приводит к тому, что лопатка 14 прорезает почву, совершая движение поперек направления движения (указанного стрелкой 8). Одновременно лопатка 14 подрезает корни растений, рыхлит и размягчает почву, а затем выходит из почвы по существу в вертикальном направлении, оставляя остатки стеблей растений покрытыми почвой. В сегменте "В" лопатка 14 испытывает непрерывное ускорение, когда, двигаясь, она уходит из мгновенного центра скоростей. На этом явлении основано замечательная способность рыхлительного колеса 12 к самоочистке.

Сегмент "С" на фиг. 2 фактически представляет собой зону "самоочистки" лопаток 14, в которой составляющая скорости лопатки 14 в направлении стрелки 8 в два раза больше, чем скорость движения относительно поверхности почвы 9. При этом лопатки выходят из почвы вертикально.

В сегменте "D" на фиг. 2 лопатки 14 пересекают направление движения, указанное стрелкой 8, и тем самым могут ломать или срезать стоящие сорняки, а также выравнивать и перемешивать почву.

Первый угол 20 между плоскостью 16 вращения рыхлительного колеса 12 и поверхностью 9 почвы, ширину и поперечное сечение лопаток 14, а также относительное угловое положение рыхлительного колеса 12 можно всегда выбирать в соответствии с агротехническими задачами, которые должны выполняться соответствующей изобретению вращающейся мотыгой 1.

Основным преимуществом соответствующей изобретению вращающейся мотыги 1 является то, что она универсально применима для всех задач культивации поверхности почвы при очень хорошем качестве обработки. С другой стороны, вращающаяся мотыга 1 способна решать несколько агротехнических задач комплексным образом, за один проход, например, разрезать крупные комки грунта, выравнивать почву, удалять сорняки, подмешивать искусственные удобрения, и т.п. Посредством операций, одновременно выполняемых вращающейся мотыгой 1, может быть реализована водосберегающая обработка почвы, которая год от года приобретает все большее экономическое значение. Изобретение также позволяет гораздо шире внедрить в сельскохозяйственную практику эту сравнительно простую и надежную машину - вращающуюся мотыгу 1, чем это имеет место в настоящее время.

Соответствующая изобретению вращающаяся мотыга 1 при работе вообще не засоряется. Она обладает должными возможностями в отношении удаления сорняков, эффективного дробления комков; она пригодна для работ на рыхлом грунте, чтобы покрывать остатки стеблей растений и смешивать их с почвой, а также на твердом грунте, чтобы срезать стебли растений и корректировать плотность почвы в слоях толщиной 20-30 см при выборочной культивации.

Дополнительным преимуществом соответствующей изобретению вращающейся мотыги 1 является то, что она пригодна для рыхления нормальных, очень сухих и очень влажных почв, для формирования гребней из небольших комков, а также для рыхления и прополки боковых краев гребней, и для бережливого возделывания пропашных культур.