ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ Российский патент 1995 года по МПК A01B21/08 A01B7/00 A01B23/04 A01B29/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям, включающим рабочие органы вращательного типа, установленные на подпружиненных рамках или тягах.

Известен дисковый лущильник, состоящий из рамы, тяговых брусьев, на которых посредством копирующих рамок, выполненных в виде двух тяг, сваренных между собой поперечиной в жесткую конструкцию и оканчивающихся двумя жестко закрепленными скобами, установлены модули почвообрабатывающих рабочих органов с двумя подшипниковыми узлами [1]
Недостаток данного орудия заключается в низком качестве обработки почвы вследствие ступенчатого копирования поверхности поля, обусловленного постоянной параллельностью осей модулей рабочих органов к тяговым брусьям крепления копирующих рамок, а также в трудоемкости смены модулей почвообрабатывающих рабочих органов за счет жесткости рамок, не позволяющей менять межосевое расстояние.

Известно также почвообрабатывающее орудие, которое содержит модули почвообрабатывающих рабочих органов вращающегося типа, каждый из которых снабжен двумя подшипниковыми опорами, рамы с тяговыми брусьями, на которых шарнирно закреплены спаренные тяги в виде рамки, соединяющие смежные модули почвообрабатывающих рабочих органов вращающегося типа, причем соединение тяги с модулем рабочих органов выполнено через продольный шарнир тяги, в каждом из которых установлен захват подшипниковой опоры, позволяющий модулю колебаться, вращаясь в продольном шарнире тяги. Благодаря этому модуль рабочих органов может колебаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях в пределах конструктивного зазора [2]
Недостатком данного орудия является то, что оно не обеспечивает достаточного копирования рельефа поля. Продольные шарниры позволяют модулям поворачиваться относительно рамки и друг друга лишь на некоторый угол и только при постоянном перемещении рамок по тяговому брусу в осевом направлении бруса. Если даже допустить, что перемещение рамок возможно реализовать техническим решением и этим обеспечить поворот модулей рабочих органов относительно друг друга на достаточную величину для удовлетворительного копирования некоторых небольших неровностей, то это справедливо лишь для случаев, когда центр неровностей (возвышений или понижений) приходится на стык модулей. В остальных же случаях вследствие соединения смежных модулей спаренными тягами (рамками) при подъеме одного из модулей происходит подъем смежных модулей через спаренные тяги. Кроме того, высока трудоемкость замены средних модулей почвообрабатывающих рабочих органов даже в сравнении с лущильником ЛДГ 15 вследствие того, что в каждой спаренной тяге установлены подшипниковые опоры смежных модулей рабочих органов и соединение тяг в рамку находится всегда в напряженном состоянии сжатия либо растяжения и, чтобы расположение захватов совпадало с расположением подшипниковых опор в заменяемом модуле рабочих органов, необходимо сдвигать целый ряд спаренных тяг вместе с модулями рабочих органов вдоль продольного бруса.

Известно также широкозахватное дисковое орудие, выбранное в качестве прототипа. Широкозахватное дисковое орудие содержит модули рабочих органов, каждый из которых снабжен двумя подшипниковыми опорами, рамы с тяговыми брусьями, на которых шарнирно закреплены отдельные тяги, в каждой из которых установлен захват подшипниковой опоры [3]
Недостатком орудия прототипа является низкое качество обработки почвы вследствие ступенчатого копирования поверхности поля, обусловленного постоянной параллельностью осей модулей рабочих органов к тяговым брусьям крепления тяг, так как отдельные тяги связаны между собой жестко через подшипниковые опоры модуля рабочих органов, образуя рамку, и подшипниковая опора позволяет оси модуля рабочих органов только вращаться вокруг своей продольной оси.

Отсутствие заходных фасок на скобах и шарнирное соединение отдельных тяг с возможностью перемещения вдоль бруса также увеличивают трудоемкость замены модулей рабочих органов, так как они сдвигаются по тяговому брусу в одну сторону и цепляются друг за друга.

Целью изобретения является повышение качества обработки почвы путем улучшения копирования рельефа поверхности поля и снижение трудоемкости замены модулей рабочих органов.

Поставленная цель достигается тем, что в почвообрабатывающем орудии, содержащем раму с присоединенными к ней по обе стороны от ее продольной оси тяговыми брусьями, к которым присоединены каждый посредством двух отдельных шарнирно прикрепленных тяг модули рабочих органов, выполненные в виде установленных с возможностью вращения расположенных каждая под острым углом к продольной осевой линии орудия горизонтальных осей с закрепленными на них рыхлительными или прикатывающими рабочими элементами, при этом каждая из упомянутых тяг соединена с несущей рабочие элементы осью с помощью скобы с размещенным в ней подшипниковым узлом, каждая тяга дополнительно соединена с несущим брусом посредством пружины, а скоба, соединяющая несущую рабочие элементы ось с указанной тягой, закреплена на этой тяге с помощью втулки и установлена в последней с возможностью поворота.

Поставленная цель достигается также тем, что подшипниковый узел, соединяющий тягу с осью, имеет фланец для упора в закрепленную на конце указанной тяги скобу, при этом на участке сопряжения с фланцем скоба имеет выпуклую поверхность. Кроме того, одна из каждой пары соединяющих ось брусом тяг выполнена в виде жесткой рамки треугольной формы и дополнительно соединена с брусом посредством шарнирного соединения.

Заявляемое орудие отличается от известного тем, что каждая отдельная тяга дополнительно соединена с несущим брусом посредством пружины, а скоба, соединяющая несущую рабочие элементы ось с указанной тягой, закреплена на этой тяге с помощью втулки и установлена в последней с возможностью поворота. Заявляемое орудие отличается также тем, что подшипниковый узел, соединяющий тягу с осью, имеет фланец для упора в закрепленную на конце указанной тяги скобу, при этом на участке сопряжения с фланцем скоба имеет выпуклую поверхность, а также тем, что одна из каждой пары соединяющих ось с брусом тяг выполнена в виде жесткой рамки прямоугольной формы и дополнительно соединена с брусом посредством шарнира.

Отличительные признаки заявляемого орудия обеспечивают всей совокупности признаков новое свойство независимость модулей друг от друга в процессе копирования рельефа (препятствий и неровностей поверхности почвы), так как кроме подъема тяги подшипниковая опора в соединении с тягой получает дополнительно две степени свободы. Эти же признаки позволяют облегчить установку модулей рабочих органов в скобы, так как при перекосах в заявляемой конструкции отсутствует эффект заклинивания.

Выпукло-криволинейная форма каждой скобы подпружиненной копирующей тяги позволяет применить простой корпус подшипника, например, цилиндрической формы с ограничительными фланцами-упорами под установку скобы с целью фиксации от бокового смещения модуля рабочих органов.

Выполнение одной из подпружиненных отдельных тяг в каждой паре в виде рамки треугольной формы с разнесенным шарнирным креплением с брусом рамы устраняет колебания в горизонтальной плоскости, что исключает огрехи при обработки, а также повышает надежность конструкции и снижает металлоемкость, а также позволяет поднимать в вертикальное положение вместе с брусьями рамы подпружиненные тяги с модулями рабочих органов, что позволяет снизить габариты по ширине в транспортном положении.

На фиг. 1 изображен вид орудия с модулями почвообрабатывающих рабочих органов (конусными прикатывающими катками); на фиг. 3 то же, вид сбоку; на фиг. 3 работа заявляемого орудия на неровной поверхности поля; на фиг. 4 работа орудия [2] на неровной поверхности поля; на фиг. 5 работа орудия аналога (лущильника) и прототипа на неровной поверхности поля.

Почвообрабатывающее орудие состоит из рамы 1, тяговых брусьев 2, подпружиненных отдельных тяг 3 и 4, включающих пружины 5 сжатия, втулки 6 и скобы 7, выполненные, например, в виде винтовой пары, модулей рабочих органов 8, каждый из которых состоит, например, из конусных прикатывающих катков 9 и двух подшипников 10, на которые устанавливаются скобы 7 подпружиненных отдельных тяг 3 и 4 и фиксируются штырем 11.

Одним из вариантов выполнения заявляемого орудия является почвообрабатывающее орудие с использованием рамы, тяговых брусьев и ходовых колес лущильника ЛДГ-15 (фиг. 1 и 2). К раме 1 при помощи шарнира крепятся по обе стороны от ее продольной осевой линии два тяговых бруса 2 под углом к продольной осевой линии орудия и заканчивающиеся колесным ходом с самоустанавливающимися колесами. К каждому тяговому брусу 2 через кронштейны подсоединяются шарнирно не менее пяти пар подпружиненных тяг 3 и 4, имеющих штанги с пружинами 5 сжатия, причем нижние концы установлены шарнирно на тягах, а верхние закреплены шарнирно в верхней части кронштейна брусьев 2. Модули почвообрабатывающих рабочих органов при помощи двух подшипниковых узлов 10 устанавливаются в скобы 7, ввинченные во втулку 6 подпружиненных тяг 3 и 4 с возможностью поворота в разные стороны и фиксируются штырем 11.

Перевод в транспортное и рабочее положения модулей рабочих органов 9 осуществляется за счет вращения тяговых брусьев 2, которые через штанги с установленными на них пружинами 5 сжатия поднимают или опускают модули рабочих органов в зависимости от направления вращения брусьев 2 относительно своей оси.

Перевод орудия в транспортное положение с целью уменьшения габаритов по ширине осуществляется за счет поворота тяговых брусьев 2 вперед по направлению движения в шарнире крепления с рамой 1.

Модули почвообрабатывающих рабочих органов могут состоять из следующих типов рабочих органов: конусных катков, игольчатых дисков, сферических дисков, кольчато-шпоровых катков, снегокатков для прикатывания первых снежных покровов с целью снегозадержания.

Все эти наборы модулей рабочих органов используются в зависимости от задач агроопераций; задержания влаги, прореживания, обработки паров, предпосевной обработки, снегозадержания.

Как вариант использования данное орудие с модулем рабочих органов в виде конусных катков может быть применено в агрегате с почвообрабатывающими прицепными орудиями КПЭ-3,8 и КТС-10 вместо борон с установкой рабочих органов аналогично предыдущему варианту со следующей разницей.

К раме КПЭ-3,8 крепятся тяговые брусья жестко с подсоединением двух модулей рабочих органов. В задней части рамы под углом к продольной осевой линии орудия. Подъем и опускание рабочих органов осуществляется за счет подъема орудия поворотом ходовых колес.

К раме КТС-10, состоящей из центральной и двух поворотных в вертикальной плоскости секций, крепятся тяговые брусья жестко, причем на каждой поворотной секции сзади устанавливается по одному модулю рабочих органов, а на центральной секции 2 модуля рабочих органов, при этом модули рабочих органов расположены под углом к продольной осевой линии орудия. Различие в переводе в транспортное положение КТС-10 в сравнении с КПЭ-3,8 составляет подъем боковых секций рамы в вертикальное положение вместе с установленными на ней модулями рабочих органов с целью уменьшения габаритов по ширине в транспорте.

Орудие работает следующим образом.

При перемещении орудия по полю модули почвообрабатывающих рабочих органов 8, состоящие например, из конусных катков, перекатываясь по полю, крошат комки почвы после пахоты или культивации, копируя рельеф поля, величина заглубления регулируется усилием сжатия пружин. Подшипниковые узлы 10 модуля рабочих органов относительно рамы машины занимают разное положение в зависимости от выровненности рельефа поля (см. фиг. 3), при этом соответственно подпружиненные отдельные тяги 3 и 4 занимают разное положение по высоте относительно друг друга и скоба 7, поворачиваясь во втулке 6 (см. фиг. 2), занимает всегда в плоскости, прилегающей к фланцам упорам корпуса подшипника 10, перпендикулярное положение относительно оси модуля почвообрабатывающего рабочего органа, причем выпукло-криволинейная форма скобы 7 позволяет фланцам-упорам подшипникового узла 10 прилегать плотно к скобе 9 по линии.

На фиг. 4 показана работа орудия на неровной поверхности. В нем так же, как и в заявляемом орудии, подшипниковые узлы 10 модуля рабочих органов при копировании рельефа почвы занимают разное положение в зависимости от выровненности рельефа поля, при этом каждая пара спаренных тяг (рамки) поднимается параллельно тяговому брусу, за счет установки захвата шарнирно в продольном шарнире тяги батарея поворачивается, копируя рельеф поля в пределах, допускаемых зазором в месте соединения подшипниковой опоры в захвате, при этом при подъеме одного модуля поднимаются смежные через спаренные тяги. Это приводит к менее качественной обработке в сравнении с заявляемым орудием. К тому же соединение тяг в жесткую рамку нагружает соединение крутящими моментами при работе, что при обеспечении конструкции достаточной жесткости приводит к увеличению ее металлоемкости в сравнении с заявляемым орудием.

На фиг. 5 показана работа на неровной поверхности лущильника со спаренными тягами с жестким их креплением с подшипниковыми опорами и прототипа с отдельными тягами с жестким их креплением с подшипниковыми опорами, заставляющие работать в паре отдельные тяги как единую рамку.

При копировании рельефа поля тяги вместе с модулями рабочих органов поднимаются параллельно тяговому брусу, не копируя рельеф поля, что ведет к низкому качеству обработки поля.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить качество обработки почвы перед посевом за счет улучшения копирования рельефа поля почвообрабатывающими органами, а следовательно, и повысить урожайность за счет более равномерной заделки семян на заданном уровне глубины. Заявляемая конструкция почвообрабатывающего орудия позволяет сократить время установки модулей рабочих органов за счет выпукло-криволинейной формы скобы, которая суженной частью входит во фланцевые опорные поверхности подшипника, а также за счет возможности поворота скобы относительно оси втулки копирующей тяги. По предварительным оценкам трудоемкость сборки одного модуля снижается на 1 чел. /ч, что в среднем при использовании рамы лущильника ЛДГ-15 с четырьмя комплектами сменных рабочих органов составляет на одну машину не менее 40 чел./ч в год.

Использование: рыхление или прикатывание почвы. Сущность: к задней части рамы присоединены два диагонально расположенные бруска. К каждому бруску посредством двух отдельных шарнирно прикрепленных тяг присоединены модули вращающихся рыхлительных или прикатывающих рабочих органов. Рабочий орган выполнен в виде батареи, закрепленной на горизонтальной оси рабочих элементов. Указанная ось закреплена под острым углом с продольной осевой линии орудия и соединена с тягой посредством скобы. Скоба имеет размещенный в ней подшипниковый узел и закреплена на тяге с возможностью поворота во втулке. Тяга дополнительно соединена с брусом посредством пружины. Все это обеспечивает независимое копирование рельефа почвы разными рабочими органами при ее обработке. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ, содержащее раму с присоединенными к ней по обе стороны от ее продольной осевой линии тяговыми брусьями, к которым присоединены модули рабочих органов, каждый посредством двух отдельных шарнирно прикрепленных тяг, выполненные в виде установленных с возможностью вращения, расположенных каждая под острым углом к продольной осевой линии орудия осей с закрепленными на них рыхлительными или прикатывающими рабочими элементами, при этом каждая из упомянутых тяг соединена с несущей рабочие элементы осью с помощью скобы с размещенным в ней подшипниковым узлом, отличающееся тем, что каждая тяга дополнительно соединена с тяговым брусом посредством пружины, а скоба, соединяющая рабочие элементы с указанной тягой, закреплена на этой тяге с помощью втулки и установлена в последней с возможностью поворота. 2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что подшипниковый узел, соединяющий тягу с осью, имеет фланец для упора в закрепленную на конце указанной тяги скобу, при этом на участке сопряжения с фланцем скоба имеет выпуклую поверхность. 3. Орудие по п.1 или 2, отличающееся тем, что одна из каждой пары соединяющих ось с брусом тяг выполнена в виде жесткой рамки треугольной формы и дополнительно соединена с брусом посредством шарнирного соединения.