Почвообрабатывающее орудие

 

Область применения - сельскохозяйственное машиностроение.

Технический результат - повышение качества обработки почвы и снижение тягового сопротивления рабочих органов.

Орудие включает раму с опорными колесами и установленные на раме на стойках дисковый нож и плоскорежущий рабочий орган; дисковые ножи установлены эксцентрично с возможностью принудительного качания. Привод принудительного качания ножей выполнен в виде двух спаренных кривошипно-коромысловых механизмов, ведущие кривошипы которых кинематически связанны с опорным колесом; рама выполнена из поперечного бруса и двух шарнирно связанных с ним секций. 10 з.п. ф-лы. 10 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для поверхностной обработки (культивации) засоренных паров.

Известны: культиватор [1] содержащий поперечный брус с установленными на нем секциями, каждая из которых имеет копирующие колеса и сменные рабочие органы; устройство для образования направляющих щелей и вождение по ним сельскохозяйственных машин [2] содержащее щелеватель-направитель и дисковый нож, смонтированные на раме орудия при помощи стойки.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использование известных устройств, относятся: отсутствие средств для очистки (самоочистки) рабочих органов в культиваторе [1] что снижает эффективность его применения; недостаточно эффективное самоочищение рабочего органа (щелевателя-направителя) в устройстве [2] поскольку дисковый нож с двусторонней заточкой поставлен в пазу щелевателя с зазором (фиг.2); вдавливание в почву растительных остатков в этом же устройстве [2] поскольку нож 3 (фиг.1) образует с щелевателем тупой угол, это снижает качество обработки почвы.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является почвообрабатывающее орудие [3] включающее раму с опорными колесами и установленные на раме на стойках дисковый нож и плоскорежущий рабочий орган, принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при пользовании известного устройства, принятого за прототип, относятся: недостаточно эффективное перерезание корневых и растительных остатков сорняков из-за образования при рабочем проходе орудия призмы волочения сорняков за счет наличия зазора между стойкой, выполненной в виде вилки, и дисковым ножом, и за счет забивания зазора в 2-3 мм между дугообразной частью стойки и ножом; вследствие этого сорняки вдавливаются в почву, происходит выглубление рабочего органа, качество обработки почвы ухудшается, повышается тяговое сопротивление; эти недостатки могут проявиться, прежде всего, при использование орудия на засоренных парах.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, повышение эффективности использования орудия при поверхностной обработке (культивации) засоренных паров.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, повышение качества обработки почвы и снижение тягового сопротивления рабочих органов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном почвообрабатывающем орудии дисковые ножи установлены эксцентрично с возможностью принудительного качания. Привод принудительного качания дисковых ножей выполнен в виде двух спаренных кривошипно-коромысловых механизмов с общим коромыслом, при этом ведущие кривошипы посредством цепной передачи кинематически связанны с опорным колесом; рама выполнена из поперечного бруса и, по крайней мере, из двух шарнирно связанных с ним секций, каждая из которых снабжена опорным колесом, приводом принудительного качания дисковых ножей, устройством для регулирования глубины хода рабочих органов и подпружиненной подвеской; цепная передача имеет промежуточный блок звездочек, установленный на оси шарниров связи секций с брусом; дисковые ножи и рабочие ораны размещены на секциях в два ряда, причем на одной из секций количество ножей и рабочих органов в первом ряду на один больше, чем во втором ряду, а на другой секции на один нож и один орган меньше, чем во втором ряду; вал ведомой звездочки цепной передачи выполнен в виде сборного коленчатого вала с двумя диаметрально противоположно направленными кривошипами, передающими движение соответственно на первый и второй дисковые ножи; концы шатунов и кривошипно-коромысловых механизмов снабжены поперечиной с вилками; взаимодействующие с дисковыми ножами шатуны кривошипно-коромыслового механизма выполнены с возможностью регулирования длины; дисковые ножи выполнены с односторонней заточкой; нижняя часть стойки выполнена криволинейно-вогнутой с радиусом кривизны, равным или меньше радиуса дискового ножа.

На фиг. 1 изображен общий вид почвообрабатывающего орудия, вид в плане; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Д-Д на фиг. 4; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 7 разрез Г-Г на фиг.1; на фиг. 8 выноска 1 из фиг.2; на фиг. 9 разрез Е-Е на фиг.8; на фиг. 10 разрез Ж-Ж на фиг.3.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Почвообрабатывающее орудие содержит раму, которая включает поперечный брус 1 с кронштейном 2 для соединения с гидронавеской трактора (фиг.1,2). В состав рамы входят по крайней мере две шарнирно связанные с поперечным брусом 1 секции 3 и 4. Каждая секция снабжена опорным колесом 5, устройством 6 для регулирования глубины хода рабочих органов, подпружиненной подвеской 7 и другими элементами. На секциях 3 и 4 в два ряда установлены стойки 8 с дисковым ножом 9 плоскорежущим рабочим органом 10 (фиг.1-3). Стойки 8 имеют паз "а", в котором на оси 11 эксцентрично установлены дисковые ножки с эксцентриситетом e (фиг.2, 3 10). Дисковые ножи 9 установлены также с возможностью принудительного качания. Привод принудительного качания дисковых ножей имеется в составе каждой секции 3 и 4 и выполнен в виде двух спаренных кривошипно-коромысловых механизмов, функции кривошипа которых несет звено OA=d на валу звездочки 12 (фиг.1, 3) и звено O'A'=e на дисковом ноже 9. В каждый спаренный кривошипно-коромысловый механизм входят также шатуны 13 и 14 и общее коромысло-рычаг 15. В кинематическом смысле кривошипно-коромысловыми механизмами спаренной структуры являются шарнирно-рычажные четырехзвенник OABC с ведущим кривошипом OA (фиг.2) и четырехзвенник O'A'B'C', в котором кривошип O'A' является ведомым. Ведущий кривошип OD другого кривошипнокоромыслового механизма является принадлежностью вала той же звездочки 12; в этой структуре шатунами являются звенья 16 и 17, а общим звеном коромысло 18. Ведущие кривошипы OA и OD посредством звездочки 12 и цепной передачи 19 связанны с соответствующим опорным колесом 5, которое в связи с этим несет функцию опорно-приводного колеса. В состав цепной передачи, в которой звездочка 12 является ведомой, входит промежуточный блок звездочек 20 (фиг.1, 7), установленный на оси 21 шарниров связи секций 3 и 4 с поперечным брусом 1.

На каждой секции 3 и 4 дисковые ножи 9 и рабочие органы 10 размещены в два ряда, причем на одной из секций 3 количество ножей и рабочих органов в первом ряду 22 (первым рядом считается ряд, приближенный к поперечному брусу 1) на один больше (фиг.1), чем во втором ряду 23, а на другой секции 4 в первом ряду 24 на один нож 9 и один рабочий орган 10 меньше, чем во втором ряду 25. Валы ведомых звездочек 12 цепной передачи 16 выполнены в виде сборного коленчатого вала с двумя диаметрально противоположно направленными кривошипами (фиг. 4, 5). Функции последних несут: 1) соединенная с прямым валом 26 щека 27 с осью 28 и один конец удлиненной щеки 29; 2) соединенная с другим прямым валом 30 щека 31 с осью 32 и другой конец той же удлиненной щеки 29. Здесь звенья OA=d и OD=d и есть кривошипы, которые посредством спаренных кривошипно-коромысловых механизмов передают движение соответственно на первый (22, 24) и второй (23, 25) ряды дисковых ножей 9 (фиг.1). Для этого шатуны 13 и 16 снабжены поперечинами 33 и 34 с вилками 35 и 36, которые кинематически связанны с размещенными на стойках 8 индивидуальными (для каждого дискового ножа 9) коромыслами 15 и 18 и взаимодействующими с ними шатунами 14 и 17 соответственно (фиг.2). Последние выполнены с возможностью регулирования длины посредством, например, резьбового соединения (фиг.2, 3). Дисковые ножи 9 снабжены дополнительными парами отверстий "б" и "в" (фиг.3), для поочередного соединения со стойкой 8 и с шатуном 14 или 17. Дисковые ножи установлены с минимальным зазором в пазу "а" стойки 8 (фиг.10) и выполнены с односторонней заточкой "г". Нижняя часть стойки 8 выполнена криволинейно вогнутой с радиусом R кривизны (фиг.3), равным или меньше радиуса дискового ножа 9: R≅0,5d _н, где d_н наружный диаметр дискового ножа. Шарнирное соединение секций 3 и 4 с поперечным брусом 1 включает, помимо упомянутых осей 21 блоков звездочек 20 (фиг.7), оси 37 (фиг.6), причем оси 21 и 37 расположены на одной осевой линии 1-1 (фиг.1). Для крепления стоек 8 на балках первых и вторых рядов секций 3 и 4 предусмотрены специальные приспособления (фиг. 8, 9), которые включают соединенные с балками посредством изогнутых шпилек 38 Г-образную накладку 39 и жестко соединенный с ней П-образный в сечение и Г-образный на виде сбоку кронштейн 40. В полости этого кронштейна помещена и зафиксирована болтом 41 стойка 8.

Почвообрабатывающее орудие используется следующим образом.

При подготовке орудия к работе проверяют равномерность расположения по высоте стоек 8 с дисковым ножом 9 и рабочим органом 10, при ч необходимости отпускают соответствующие болты 41, стойку 8 перемещают вверх или вниз и вновь зажимают болтом 41. С помощью кронштейна 2 на поперечном брусе 1 орудие соединяют с гидронавеской трактора, а посредством устройства 6 устанавливают необходимую глубину хода рабочих органов 10 отдельно для каждой секции 3 и 4. Проверяют качание дисковых ножей 9 на оси 11 и, в случае необходимости, регулируют длину шатунов 14 и 17.

При рабочем проходе орудия по засоренным парам плоскорежущие рабочие органы 10 и частично нижняя часть стоек 8 осуществляют поверхностную обработку (культивацию) почвы. Одновременно с этим реализуется принудительное качание относительно оси 11 эксцентрично установленных дисковых ножей 9. Для этого от опорно-приводных колес 5 посредством цепных передач 19 и их блоков звездочек 20 вращение передается на ведомые звездочки 12 и связанные с ними составные коленчатые валы с двумя диаметрально противоположно направленными кривошипами OA и OD прямые валы 26 и 30, вращаясь, посредством щек 27, 29 и 31 сообщают планетарное движение осям 28 и 32. Ведущие кривошипы OA и OD посредством осей 28 и 32 приводят в действие оба спаренных кривошипно-коромысловых механизма - четырехзвенник OABC и связанный с ним общим коромыслом BC четырехзвенник O'A'B'C' в ведомым кривошипом O'A' шатуны 13 и 17 своими поперечинами 33 и 34 с вилками 35 и 36 сообщают качательное движение индивидуально каждым, размещенным на стойках 8, коромыслам 15 и 18, шатунам 14 и 17, и в конечном счете, дисковым ножам 9.

Принудительное качание дисковых ножей 9 со сложной траекторией движения режущей кромки за счет эксцентричной установки на оси 11 и сочетание двух движений качания ножей и поступательного перемещения орудия способствуют интенсивному перерезанию растительных и корневых остатков сорняков, выволакиваемых на стойки 8, а также самоочищению стойки от сорняков и налипания почвы. Вследствие этого исключается призма волочения сорняков и связанное с этим выглубление рабочих органов 10, повышенное тяговое сопротивление и снижение качества обработки почвы. Исключению этих негативных факторов способствуют и установка ножей 9 с минимальным зазором в пазу "а" стойки 8 и односторонняя заточка "г" ножей при односторонней заточке прямая плоскость ножа и примыкающая к ней плоскость паза "а" стойки в сочетании с качением ножей действуют по принципу ножниц (секатора), что дополнительно обеспечивает надежное перерезание сорняков и самоочищение стойки. Исключению эффекта вдавливания сорняков в почву и самоочищению стойки 8 способствует также наличие на нижней части стойки криволинейно вогнутой поверхности с радиусом кривизны R, благодаря чему сорняки приподнимаются и направляются в сферу действия дискового ножа 9. Будучи расположенными в шахматном порядке на первых(22, 24) и вторых (23, 25) рядах секций 3 и 4 с необходимыми перекрытиями по фронту действия, рабочие органы 10 обеспечивают сплошную поверхностную обработку засоренных паров. Вследствие покачивания относительно оси II на дисковых ножах 9 подвергается износу рабочая кромка на дуге примерно в 120^o. После этого износа дисковые ножи переустанавливают стойку 8 и шатун 14 или 17 соединяют с дополнительной парой отверстий "б" и "в".

При встрече стойки 8, рабочих органов 10 или дисковых ножей 9 с непреодолимыми препятствиями типа камня, металлического предмета и т.п. или с локальным ненормируемым переуплотнением почвы, соответствующая секция 3 или 4 приподнимается на своих шарнирах осях 21 и 37, преодолевая усилие пружины в подпружиненной подвеске 7. После преодоления препятствия (и предохранения от поломки) рабочие органы 10 под действием подпружиненной подвески 7 углубляются в почву на заданную глубину. При этом в данной и соседней секциях не нарушается работа цепной передачи 19 и привода принудительного качания дисковых ножей 9, поскольку ось поворота секций 3 и 4 относительно поперечного бруса 1 и ось 21 блока звездочек 20 расположены на одной осевой линии I-I.

В итоге предложенное почвообрабатывающее орудие обеспечивает повышение качества поверхностной обработки (культивации) почвы и снижение тягового сопротивления при работе на засоренных парах с повышенной влажностью почвы.

Источники информации: 1. Патент N 2013909 РФ, МПК⁵ A OI B 39/18. Культиватор /Ситников А.И. и др. заявлено 1992. Опубликовано 1994.

2. Авт.св. N 1794336 СССР, МПК⁵ A OI B 69/00, 13/02. Устройство для образования направляющих щелей и вождения по ним сельскохозяйственных машин /Полушкин А.В. и др. заявлено 1990. Опубликовано 1993.

3. Авт.св. N 1752210 СССР, МПК⁵ A OI B 49/02. Почвообрабатывающее орудие /Абезин В.Г. заявлено 1989. Опубликовано 1992.

Формула изобретения

1. Почвообрабатывающее орудие, содержащее раму с опорными колесами и установленные на раме на стойках дисковый нож и плоскорежущий рабочий орган, отличающееся тем, что дисковый нож установлен эксцентрично с возможностью принудительного качания.

2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что привод принудительного качания дискового ножа выполнен в виде двух спаренных кривошипно-коромысловых механизмов с общим коромыслом, при этом ведущие кривошипы посредством цепной передачи кинематически связаны с опорным колесом.

3. Орудие по п.1 или 2, отличающееся тем, что рама выполнена в виде поперечного бруса и по крайней мере двух шарнирно связанных с ним секций, каждая из которых снабжена опорным колесом, приводом принудительного качания дисковых ножей, устройством для регулирования глубины хода рабочих органов и подпружиненной подвеской.

4. Орудие по п. 2 или 3, отличающееся тем, что цепная передача имеет промежуточный блок звездочек, установленный на оси шарниров связи секций с брусом.

5. Орудие по п.3, отличающееся тем, что дисковые ножи и рабочие органы размещены на секциях в два ряда, причем на одной из секций количество ножей и рабочих органов в первом ряду на один больше, чем во втором ряду, а на другой секции в первом ряду на один нож и один рабочий орган меньше, чем во втором ряду.

6. Орудие по п. 5, отличающееся тем, что вал ведомой звездочки цепной передачи выполнен в виде сборного коленчатого вала с двумя направленными диаметрально противоположно кривошипами для передачи движения соответственно на первый и второй ряды дисковых ножей.

7. Орудие по п.2 или 6, отличающееся тем, что концы шатунов кривошипно-коромысловых механизмов снабжены поперечиной с вилками.

8. Орудие по п.7, отличающееся тем, что взаимодействующие с дисковыми ножами шатуны кривошипно-коромыслового механизма выполнены с возможностью регулирования длины.

9. Орудие по п.8, отличающееся тем, что дисковые ножи снабжены дополнительными парами отверстий для поочередного соединения со стойкой и с шатуном.

10. Орудие по п.1, отличающееся тем, что дисковый нож выполнен с односторонней заточкой.

11. Орудие по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть стойки выполнена криволинейно вогнутой с радиусом кривизны, равным или меньшим радиуса дискового ножа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10