КРУГОВОЕ ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 1995 года по МПК A01B49/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для механизации сельскохозяйственных работ.

Известен агрегат для круговой обработки почвы, включающий рабочую тележку с технологическим оборудованием, установленную на радиальной ферме, внутренний конец которой шарнирно закреплен на центральной опоре, а внешний снабжен силовым блоком с ведущим колесом, цепную передачу, одна звездочка которой установлена на внешнем конце фермы, другая соединена с центральной опорой, а одна ветвь цепи связана с рабочей тележкой.

Этот агрегат не способен отрабатывать большие площади, кроме того, он не обеспечивает нужного положения технологического оборудования при его движении в слое почвы.

Известно тяговое устройство для круговой отработки почвы, включающее рабочую тележку с технологическим оборудованием, установленную на радиальной ферме, выполненной в виде шарнирно соединенных секций, внутренняя из которых шарнирно закреплена на центральной опоре, а внешняя снабжена силовым блоком с ведущими колесами, и привод рабочей тележки, выполненный в виде цепной передачи, цепь которой соединена с рабочей тележкой, неподвижная звездочка связана с центральной опорой, а другая звездочка установлена на внешнем конце внешней секции, причем секции снабжены опорными самоустанавливающимися колесами.

Недостатком этого тягового устройства является то, что при движении рабочей тележки к центральной опоре скорость обработки почвы уменьшается. При большой длине фермы это уменьшение будет значительным, что приводит к снижению производительности и ухудшению качества отработки почвы.

Цель изобретения повышение производительности и качества обработки почвы.

Цель достигается тем, что круговое тяговое устройство для обработки почвы, включающее в себя рабочую тележку с технологическим оборудованием, установленную на радиальной ферме, выполненной в виде шарнирно соединенных секций, внутренняя из которых шарнирно закреплена на центральной опоре, а внешняя снабжена силовым блоком с ведущими колесами, и привод рабочей тележки, выполненный в виде цепной передачи, цепь которой соединена с рабочей тележкой, неподвижная звездочка связана с центральной опорой, а другая звездочка установлена на внешнем конце внешней секции, причем секции снабжены опорными самоустанавливающимися колесами, согласно изобретению снабжено промежуточным элементом, который вертикальным шарниром соединен с валом, на верхнем конце которого закреплена неподвижная звездочка, а низкий конец одношарнирной карданной передачей, снабженной шлицевым соединением, связан с центральной опорой, рабочая тележка расположена на внешней секции, внутренняя и промежуточные секции выполнены с возможностью вдвижения друг в друга и фиксацией каждой секции в крайних положениях, внутренняя секция соединена с возможностью продольного перемещения и фиксации в крайних положениях относительно с промежуточного элемента, на концах каждой секции установлены звездочки, соединенные цепью, причем цепи каждой секции выполнены с возможностью взаимодействия между собой и неподвижной звездочкой, опорные самоустанавливающиеся колеса закреплены на обоих концах внутренней секции и на внешних концах промежуточных секций, непосредственно не связанных с внешней секцией, на одной из диагоналей которой размещены опорные самоустанавливающиеся колеса, а на другой диагонали ведущие колеса, выполненные управляемыми, расстояние между самоустанавливающимися колесами соседних выдвинутых секций кратно колес внешней секции, а максимальный радиус дуги окружности относительно центральной опоры, на которой расположены колеса одного конца внутренней секции, равен максимальному радиусу дуги окружности, на которой расположены колеса другого конца внутренней секции, вертикальные оси самоустанавливающихся колес соседних секций в вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности относительно центральной опоры, самоустанавливающиеся колеса промежуточной и внутренней секции, вертикальные оси которых во вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности, выполнены с возможностью их вывешивания, внешняя секция соединена с промежуточной с возможностью отсоединения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что круговое тяговое устройство для обработки почвы отличается тем, что оно снабжено промежуточным элементом, который вертикальным шарниром соединен с валом, на верхнем конце которого закреплена неподвижная звездочка, а нижний конец одношарнирной карданной передачей, снабженной шлицевым соединением, связан с центральной опорой, рабочая тележка расположена на внешней секции, внутренняя и промежуточные секции выполнены с возможностью вдвижения друг в друга и фиксацией каждой секции в крайних положениях, внутренняя секция соединена с возможностью продольного перемещения и фиксации в крайних положениях относительно промежуточного элемента, на концах каждой секции установлены звездочки, соединенные цепью, причем цепи каждой секции выполнены с возможностью взаимодействия между собой и неподвижной звездочкой, опорные самоустанавливающиеся колеса закреплены на обоих концах внутренней секции и на внешних концах промежуточных секций, непосредственно не связанных с внешней секцией, на одной из диагоналей которой размещены опорные самоустанавливающиеся колеса, а на другой диагонали ведущие колеса, выполненные управляемыми, расстояние между самоустанавливающимися колесами соседних выдвинутых секций кратно колес внешней секции, а максимальный радиус дуги окружности относительно центральной опоры, на которой расположены колеса одного конца внутренней секции, равен максимальному радиусу дуги окружности, на которой расположены колеса другого конца внутренней секции, вертикальные оси самоустанавливающихся колес соседних секций во вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности относительно центральной опоры, самоустанавливающиеся колеса промежуточных и внутренней секций, вертикальные оси которых во вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности, выполнены с возможностью их вывешивания, внешняя секция соединена с промежуточной с возможностью отсоединения.

Повышение производительности происходит вследствие уменьшения времени на обработку за счет ступенчатого увеличения угловой скорости фермы при уменьшении радиуса движения рабочего органа в почве.

Повышение качества обработки почвы происходит вследствие уменьшения диапазона изменения скорости движения рабочего органа и приближения этой скорости к технологически необходимой, а также вследствие повышения точности движения рабочего органа в почве за счет уменьшения изгибающих нагрузок в ферме из-за тяговых усилий ведущих колес.

На фиг. 1 изображен вид сбоку на круговое тяговое устройство при выдвинутых секциях; на фиг. 2 вид сбоку на круговое тяговое устройство при вдвинутых секциях; на фиг. 3 вид сбоку на цепную передачу при выдвинутых секциях; на фиг. 4 вид сверху на цепную передачу при выдвинутых секциях; на фиг. 5 вид сверху на цепную передачу при вдвинутых секциях; на фиг. 6 вид снизу на внешнюю секцию.

Круговое тяговое устройство для обработки почвы включает внешнюю 1, внутреннюю 2, промежуточные 3 и 4 секции. Внешняя секция 1 снабжена опорными самоустанавливающимися колесами 5, расположенными на одной диагонали секции, и ведущими колесами 6, расположенными на другой диагонали. Ведущие колеса 6 выполнены управляемыми. Поскольку устройства для управления колесами известны и в данной конструкции может быть использовано любое из них (не показаны). Секция 1 шарниром 7 соединена с внешним концом промежуточной секции 4. Внутренний конец промежуточной секции 4 с помощью роликов 8 опирается на промежуточную секцию 3. Ролики 8 в крайних положениях относительно промежуточной секции 3 закреплены на этой секции 3. Внешний конец промежуточной секции 3 снабжен самоустанавливающимися опорными колесами 9. Внутренний конец промежуточной секции 3 с помощью роликов 10 опирается на внутреннюю секцию 2. Ролики 10 в крайних положениях относительно секции 2 закреплены на этой секции 2. Устройства для закрепления роликов 8 и 10 на соответствующих секциях не показаны, поскольку известно достаточно много конструктивных вариантов подобных устройств. Внешний конец внутренней секции 2 снабжен самоустанавливающимися опорными колесами 11, а внутренний самоустанавливающимися опорными колесами 12. С помощью роликов (не показаны) внутренняя секция 2 соединена с промежуточным элементом 13, с которым вертикальным шарниром 14 соединен вал 15. На верхнем конце вала 15 закреплена неподвижная звездочка 16 цепной передачи, а нижний конец через фланцевое соединение 17 и карданную передачу 18, включающую в себя универсальный карданный шарнир 19 и шлицевое соединение 20, соединен с центральной опорой 21. На одном конце внутренней секции 2 установлена звездочка 22, а на другом конце звездочка 23. Звездочки 22 и 23 соединены цепью 24, с которой находятся в зацеплении неподвижная звездочка 16 и звездочка 25, соединенная вертикальным валом 26 со звездочкой 27. Звездочки 25 и 27 установлены на внутреннем конце промежуточной секции 3, на внешнем конце этой секции установлена звездочка 28. Звездочки 27 и 28 соединены с цепью 29. С этой цепью соединена звездочка 30, связанная вертикальным валом 31 со звездочкой 32. Вал 31 закреплен на внутреннем конце промежуточной секции 4, на внешнем конце которой установлен вертикальный вал 33, на верхнем конце которого установлена звездочка 34, а на нижнем шестерня 35. Звездочки 32 и 34 связаны с цепью 36 на внутреннем конце внешней секции 1 установлен вертикальный вал 37, на верхнем конце которого закреплена шестерня 38, связанная с шестерней 35, а на нижнем конце звездочка 39, соединенная цепью 40 со звездочкой 41, установленной на внешнем конце секции 1. С цепью 40 связан поводок 42, соединенный с рабочей тележкой (не показан). Колея L_к внешней секции (расстояние между колесами 5 и 6) равна расстоянию L₁ между самоустанавливающимися колесами 11 и 9 внутренней 2 и промежуточной 3 секций, а также равна L₂ расстоянию между самоустанавливающимися колесами 9 промежуточной секции 3 и колесами 5 внешней секции 1, расположенными на внутреннем конце, т.е. L₁ L₂ L_к.

Максимальный радиус R_н дуги окружности относительно центральной опоры, на которой расположены самоустанавливающиеся колеса 11 внутренней секции 2, равен максимальному радиусу R_в окружности относительно центральной опоры, на которой расположены самоустанавливающиеся колеса 12 внутренней секции 2, и равен минимальному радиусу R_нс дуги окружности относительно центральной опоры, на которой расположены колеса 6 внешнего конца внешней секции 1, т.е. R_н R_в R_нс. Вертикальные оси самоустанавливающихся колес 5, 9, 11 во вдвинутом положении секций расположены на одной дуге окружности относительно центральной опоры. Самоустанавливающиеся колеса 11 внутренней 2 и самоустанавливающиеся колеса 9 промежуточной 3 секции выполнены с возможностью их вывешивания. Механизмы вывешивания колес известны (не показаны). В простейшем случае вывешивание колес может осуществляться вручную. Конструкция шарнира 7, соединяющего промежуточную 4 и внешнюю 1 секции, выполнена с возможностью рассоединения этих секций. Конструкция шарнира 7 не показана, поскольку такие шарниры известны, и в круговом тяговом устройстве в принципе могут быть использованы любые из них.

Круговое тяговое устройство для обработки почвы работает следующим образом.

Пусть секции находятся в выдвинутом положении. Рабочая тележка с почвообрабатывающими орудиями устанавливается на максимальном удалении от центральной опоры 21 и с помощью поводка 42 соединяется с цепью 40. Управляемые колеса 6 поворачиваются таким образом, чтобы их плоскости были перпендикулярны радиусам, проведенным к этим колесам от центральной опоры 21. Ролики 8 и 10 закреплены соответственно на промежуточной 3 и внутренней 2 секциях. Внутренняя секция зафиксирована относительно промежу- точного элемента 13. Включаются ведущие колеса 6, устройство начинает вращаться относительно центральной опоры 21, при этом почвообрабатывающие орудия взаимодействуют с почвой. Вращение устройства вызывает обкатывание цепи 24 неподвижной звездочки 16, связанной с центральной опорой 21. Это обкатывание вызывает вращение звездочек 22 и 23. Движение цепи 24 относительно звездочек 22 и 23 приводит во вращение связанную с этой цепью звездочку 25 и соединенную с ней валом 26 звездочку 27, которая вызывает перемещение цепи 29 и вращение звездочки 28. Цепь 29 через звездочку 30, вал 31 обеспечивает вращение звездочки 32, связанную через цепь 36, звездочку 34, вал 33 с шестерней 35. Шестерня 35 передает вращение шестерне 38 (зацепление шестерен 35 и 38 происходит по осевой линии шарнира 7), которая через вал 37 и звездочку 39 приводит в движение цепь 40 и связанную с этой цепью поводком 42 рабочую тележку, которая начинает перемещаться вдоль внешней секции 1. Движение почвообрабатывающих орудий вследствие этого происходит по спирали. Оси роликов 10 и 8, а также шарнир 7 обеспечивают копирование неровностей опорной поверхности колесами устройства без их отрыва от этой поверхности. Вертикальный шарнир 14 обеспечивает вращение вала 15 относительно промежуточного элемента 13. Шлицевое соединение 20 обеспечивает независимое от центральной опоры 21 перемещение промежуточного элемента 13 и внутренней секции 2 по вертикальной оси, вызванное неровностями опорной поверхности, а универсальный карданный шарнир 19 угловые перемещения в продольной и поперечных плоскостях внутренней секции 2. Таким образом, связь вала 15 промежуточного элемента 13 с центральной опорой 21 не оказывает влияния на работу опорных самоустанавливающихся колес 11 и 12, на которые опирается внутренняя секция 2. Фиксация внутренней секции 2 относительно промежуточного элемента 13 обеспечивает постоянство радиусов вращения опорных и ведущих колес устройства относительно центральной опоры 21, а, следовательно, и точность движения в почве почвообрабатывающих орудий. Наличие ведущих колес на обоих концах внешней секции 1 обеспечивает уменьшение изгибных нагрузок на секции при обработке почвы, что уменьшит деформацию секций и увеличит точность движения по спирали почвообрабатывающих орудий.

После того, как рабочая тележка переместится в крайнее положение у внутреннего конца внешней секции 1, и почва между колесами внешней секции 1 будет обработана, ведущие колеса 6 выключаются, почвообрабатывающие орудия поднимаются, поводок 42 рабочей тележки отсоединяется от цепи, и рабочая тележка переводится в крайнее положение у внешнего конца внешней секции. Ролик 8 промежуточной секции 4 расфиксируется, а управляемые колеса 6 устанавливаются таким образом, чтобы их плоскости были параллельны продольной оси внешней секции 1. Включаются ведущие колеса 6, внешняя секция 1 начнет перемещаться в сторону центральной опоры 21, при этом ролик 8 покатится по промежуточной секции 3, обеспечивая вдвижение промежуточной секции 4 в промежуточную секцию 3, а самоустанавливающиеся колеса повернутся в сторону центральной опоры. Одновременно с вдвижением секции 3 звездочка 30 будет перекатываться по неподвижной цепи 29, при этом будут перемещаться цепи 36 и 40 (направление вращения устройства относительно центральной опоры 21 и ветвь цепи 40, связанная с поводком 42 могут быть подобраны таким образом, что при вдвижении секции без отсоединения поводка 42 рабочая тележка будет перемещаться к внешнему концу внешней секции). После вдвижения секции 4 в секцию 3 колеса внешнего конца внешней секции 1 будут находиться на дуге окружности, где ранее находились колеса внутреннего конца внешней секции 1, которые в свою очередь, установятся на дугу окружности колес 9 секции 3. Это произойдет вследствие равенства L_к L₂. Для исключения влияния опорных колес 9 на работу ведущего колеса внешней секции 1 опорные колеса 9 вывешиваются. Ролик 8 фиксируется в новом положении, поводок 42 закрепляется на цепи 40, плоскости управляемых и ведущих колес 6 устанавливаются перпендикулярно радиусам, проведенным к этим колесам от центральной опоры 21. Почвообрабатывающие орудия опускаются, включаются ведущие колеса 6, самоустанавливающиеся колеса поворачиваются, цикл по обработке почвы повторяется. Сходство движения почвообрабатывающих орудий в почве осталось в тех же пределах, что и в первом случае. Угловая же скорость устройства увеличилась.

После обработки почвы во втором цикле происходит аналогично описанному вдвижение промежуточной секции 3 во внутреннюю секцию 2 и происходит третий цикл обработки почвы.

После третьего цикла расфиксируется внутренняя секция 2 относительно промежуточного элемента 13, производятся другие описанные выше операции, и внутренняя секция 2 тягой ведущих колес 6 перемещается относительно промежуточного элемента 13. Колеса 12 внутренней секции 2 и колес 6 внешнего конца внешней секции 1 попадают на след колес 11, а колеса 5 внутреннего конца внешней секции 1 попадают на след колес 12 из-за равенства R_н R_в R_нс, колеса 11 и 9 могут быть при этом вывешены. Секция 2 фиксируется относительно промежуточного элемента 13, производятся другие необходимые операции, описанные выше, после чего происходит четвертый цикл обработки почвы.

После рассоединения фланцевого соединения 17 установка может переместиться на новый участок поля, где установлена другая центральная опора. Перемещение и управление установкой во время этого перемещения происходит с помощью управляемых и ведущих колес 6, при этом управление может осуществляться только одним управляемым колесом 6, расположенным у внешнего конца внешней секции.

При необходимости внешняя секция может быть отцеплена от промежуточной и переместится на новое место работы уже без внутренней и промежуточной секций.

Технико-экономическим преимуществом кругового тягового устройства для обработки почвы является повышение производительности, повышение качества обработки почвы, уменьшение времени и трудозатрат на перемещение устройства, что обеспечивает снижение себестоимости производства сельскохозяйственной (лесохозяйственной) продукции.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в устройствах для механизации сельскохозяйственных работ. Сущность изобретения: круговое тяговое устройство включает в себя рабочую тележку с технологическим оборудованием, установленную на радиальной ферме, выполненной в виде шарнирно сочлененных секций внутреннюю 2, связанную с центральной опорой, самоустанавливающих колес 5, 9, 11, 12, внешнюю секцию 1 с силовым блоком с ведущими колесами 6, приводом рабочей тележки с цепной передачей. Новым в круговом тяговом устройстве является то, что круговое тяговое устройство снабжено промежуточным элементом 13, который через вертикальный шарнир 14 связан с валом 15, звездочкой 16 и одношарнирной передачей 18 с шлицевым соединением 20 связан с центральной опорой 21, рабочая тележка расположена на внешней секции 1, внутренняя 2 и промежуточные 3, 4 выполнены с возможностью движения друг в друге с опорой через ролики 8, 10 и фиксацией в крайних положениях, кроме того внутренняя 2 соединена с промежуточным элементом 13 с возможностью продольного перемещения и фиксацией в крайних положениях, на концах которой установлены звездочки, соединенные цепной передачей с возможностью взаимодействовать между собой и неподвижной звездочкой 16. Опорные колеса 5 и управляемые 6 расположены по диагонали 1. 4 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. КРУГОВОЕ ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, включающее рабочую тележку с технологическим оборудованием, установленную на радиальной ферме, шарнирно закрепленной на центральной опоре и снабженной на внешнем конце силовым блоком с ведущими колесами, и привод рабочей тележки, выполненный в виде цепной передачи, цепь которой соединена с рабочей тележкой, неподвижная звездочка связана с центральной опорой, а другая звездочка установлена на внешнем конце фермы, отличающееся тем, что радиальная ферма выполнена в виде шарнирно соединенных секций, снабженных опорными самоустанавливающимися колесами, на внутренней секции фермы смонтирован промежуточный элемент, который связан с центральной опорой вертикальным шарниром через вал и одношарнирную карданную передачу, снабженную шлицевыми соединениями, причем неподвижная звездочка закреплена на верхнем конце вала, при этом рабочая тележка расположена на внешней секции, внутренняя и промежуточные секции выполнены телескопическими с фиксацией каждой секции в крайних положениях, внутренняя секция соединена с возможностью продольного перемещения и фиксации в крайних положениях с промежуточным элементом, на концах каждой секции установлены дополнительные звездочки, соединенные цепью, причем цепи каждой секции выполнены с возможностью взаимодействия между собой и неподвижной звездочкой, опорные самоустанавливающиеся колеса закреплены на обоих концах внутренней секции и на внешних концах промежуточных секций, непосредственно не связанных с внешней секцией, при этом опорные самоустанавливающиеся колеса размещены также на одной из диагоналей внешней секции, а на другой диагонали установлены ведущие колеса, выполненные управляемыми. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние между самоустанавливающимися колесами соседних выдвинутых секций кратно колее внешней секции, а максимальный радиус окружности относительно центральной опоры, на которой расположены колеса одного конца внутренней секции, равен максимальному радиусу дуги окружности, на которой расположены колеса другого конца внутренней секции, и минимальному радиусу дуги окружности колес внешнего конца внешней секции. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что вертикальные оси самоустанавливающихся колес соседних секций во вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности относительно центральной опоры. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что самоустанавливающиеся колеса промежуточных и внутренней секций, вертикальные оси которых во вдвинутом положении расположены на одной дуге окружности, выполнены с возможностью их вывешивания. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что внешняя секция соединена с промежуточной с возможностью отсоединения.