КУЛЬТИВАТОР Российский патент 1997 года по МПК A01B35/18 A01B39/18 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к пропашным культиваторам.

Известен культиватор, содержащий поперечный брус с установленными на нем с возможностью регулировки шага параллелограммными секциями, каждая из которых имеет копирующее колесо и сменные рабочие органы, выполненные в виде стрельчатых лап двух типоразмеров с различной шириной захвата, в котором стрельчатые лапы с различной шириной захвата выполнены плоскорежущими с углом крошения 15^o, при этом отношение ширины захвата большей лапы к меньшей составляет 1,8-2,0, а число лап большего и меньшего захватов одинаково; позади лап установлены бороны с регулируемой переменной шириной захвата; секции установлены на брусе с переменным шагом [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся невозможность обработки паровых полей, сильно засоренных сорняками, из-за нависания их на стойках стрельчатых лап. Групповое размещение лап лишь усиливает забивание сорняками секции. Сорняки сгруживаются под рамой культиватора. Тяговое сопротивление культиватора увеличивается в 2-3 раза.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является рабочий орган культиватора, включающий культиваторную лапу со стойкой, имеющей продольную прорезь и установленный в ней посредством горизонтальной оси рыхлящий рабочий орган в виде диска с режущей кромкой, в котором диск выполнен гофрированным, а ось диска размещена в продольном пазу по середине стойки и подпружинена относительно стойки с возможностью перемещения в пазу [2]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся низкое качество резания нависших на стойке стеблей и корней сорняков, а также заклинивание гофрированного ножа в продольной прорези.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение функциональных возможностей культиватора.

Технический результат повышение качества поверхностной обработки почвы задернелых участков и паровых полей, сильно засоренных корнями.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном культиваторе для обработки паров, включающем поперечный брус, прицепное устройство, опорные колеса рамы, механизм перевода рамы в транспортное положение с силовым цилиндром, секции со сменными рабочими органами и копирующими колесами и механизм изменения глубины хода сменных рабочих органов, в котором сменный рабочий орган выполнен в виде стрельчатой лапы и стойки, снабженной дополнительным ножом, установленным с возможностью поворота на горизонтальной оси в вертикальной прорези стойки, при этом дополнительные ножи сменных рабочих органов в каждой секции соединены с механизмом их группового привода, а каждый нож дополнительно снабжен индивидуальным возвратным механизмом; дополнительный нож выполнен в виде двуплечего качающего рычага, одно из плеч на фронтальной части снабжено криволинейным лезвием с режущей кромкой по кривой, предпочтительно отрезка архимедовой спирали, а на другом плече выполнены упор индивидуального возвратного механизма и присоединительное отверстие для связи с механизмом группового привода; плечи дополнительного ножа выполнены в соотношение 4 - 5:1; лезвие дополнительного ножа образовано односторонней заточкой одной из боковых граней под углом 10 12^o; упор ножа выполнен криволинейным с увеличивающимся радиусом контакта от центра горизонтальной оси стойки в месте сопряжения криволинейного ножа к центру присоединительного отверстия на втором плече; индивидуальный возвратный механизм дополнительного ножа выполнен в виде вертикальной штанги, установленной в направляющих за стойкой сменного рабочего органа, при этом нижний полусферический конец штанги сопряжен с криволинейным упором дополнительного ножа, а на верхнем конце штанги смонтирован силовой механизм.

Силовой механизм выполнен в виде пакета тарельчатых пружин, установленных между упорами штанги и винтового механизма; пакеты тарельчатых пружин смонтированы между телескопическими частями верхней части штанги; резьбовой шток винтового механизма сопряжен с торцом подвижного направляющего штифта верхней части штанги; механизм привода дополнительных ножей сменных рабочих органов в секциях выполнен в виде звеньев кривошипно-шатунно-коромыслового механизма, кривошип которого установлен на горизонтальном валу с возможностью вращения в кронштейне, установленным на поперечном брусе культиватора и получающим привод через ведомую звездочку на другом конце горизонтального вала посредством цепной передачи, ветви которой размещены на ведущей звездочке, размещенной на оси опорного колеса, а шатун упомянутого механизма кинематически связан с коромыслом, установленным на качающемся валу, размещенным в соосных полых втулках шарниров соединения секции с задней вертикальной стенкой поперечного бруса, при этом на валу размещены кулаки, удаленные концы которых соединены гибкими тягами через блоки с присоединительными отверстиями дополнительных ножей; шатун выполнен составным и снабжен возможностью изменения его длины.

Составные части шатуна содержат взаимно связанные муфтой резьбовые штоки с головками, в которых смонтированы шаровые опоры в подшипниках скольжения в цилиндрических отверстиях; коромысло снабжено втулкой, размещенной на качающемся валу и снабженной фиксатором, при этом на концах втулки закреплены щеки, верхние концы которых пальцем через подшипник скольжения соединены с шаровой опорой шатуна; между частями каждой гибкой тяги установлена натяжная муфта; блок гибкой тяги размещен на оси щек кронштейна крепления стойки сменного рабочего органа; секция сменных рабочих органов выполнена в виде трех поперечных параллельных балок, разнесенных с равным шагом по длине продольных брусьев; шарнирное соединение секции с поперечным брусом выполнено в виде полых соосных втулок, соединенных своими серединами со стойками поперечного бруса, и двух пар Г-образных отъемных кронштейнов с втулками, охватывающими полые соосные втулки, при этом пары кронштейнов закреплены на передней поперечной балке секции; внешние поверхности и внутренние полости полых втулок цементированы; кронштейн стойки сменного рабочего органа снабжен возможностью смещения вдоль поперечного бруса секции; копирующие колеса размещены на последнем поперечном брусе секции.

За счет того, что стойки сменных рабочих органов снабжены приводными дополнительными ножами, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами,2 На фиг.1 показан культиватор, вид сбоку; на фиг.2 то же, план; на фиг. 3 сечение А-А на фиг.2, продольный разрез сменного рабочего органа, его дополнительного ножа и возвратного механизма в продольно-вертикальной плоскости, вид сбоку; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2, механизм группового привода дополнительных ножей на стойках стрельчатых культиваторных лап, вид сбоку; на фиг.5 сечение В-В на фиг.3, диаметральный разрез индивидуального возвратного механизма дополнительного ножа; на фиг. 6 сечение Г-Г на фиг.4,сечение коромысла и одного из кулаков связи гибким канатом с дополнительным ножом; на фиг.7 сечение Д-Д на фиг.4, диаметральное сечение ведущего вала группового механизма привода дополнительных ножей сменных рабочих органов; на фиг.8 сечение Е-Е на фиг. 4, разрез шатуна кривошипно-шатунно-коромыслового механизма; на фиг.9 - сечение Ж-Ж на фиг.4, шарнирное соединение левой секции с поперечны брусом культиватора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Культиватор (см. фиг.1 и 2) содержит поперечный брус 1, прицепное устройство 2, опорные колеса 3, секции 4 и 5, сменные рабочие органы 6, копирующие колеса 7, механизм 8 перевода сменных рабочих органов 6 в транспортное положение, механизм 9 изменения глубины хода рабочих органов 6, подвеску 10 секций 4 и 5, дополнительные ножи 11 сменных рабочих органов 6, механизмы 12 группового привода дополнительных ножей 11 и индивидуальные возвратные механизмы 13 дополнителльных ножей 11.

Поперечный брус 1 представлен полой балкой сечением 140х140х8 мм длиной 4200 мм. Поперечный брус 1 снабжен кронштейном для соединения прицепного устройства 2, опорных колес 3, секций 4 и 5, механизма 9, подвески 10 и механизма 12.

Прицепное устройство 2 содержит продольный брус и раскосы 14 и 15. Передняя часть продольного бруса снабжена прицепной серьгой 16 с пальцем 17. Задняя часть продольного бруса соединена пальцем 18 посредством кронштейнов 19 с поперечным брусом 1. В средней части продольного бруса прицепного устройства 2 сварными швами закреплена плита 20, на которой пальцами 21 размещена передняя часть раскосов 14 и 15. Задние части раскосов 14 и 15 через талрепы 21 соединены с нижними кронштейнами через цапфы с поперечным брусом 1. Палец 18 продольного бруса и задние цапфы раскосов 14 и 15 размещены соосно. Это условие позволяет прицепному устройству 2 в продольно-вертикальной плоскости отклоняться относительно поперечного бруса 1.

Опорные колеса 3 (см. фиг.1, 2 и 4) выполнены пневматическими. Оси 22 опорных колес 3 размещены в вилках 23, которые сварными швами соединены с конечными участками поперечного бруса 1.

Секции 4 и 5 (см. фиг.1, 2, 4 и 9) шарнирно соединены с поперечным брусом 1. Каждая секция 4 (5) содержит три поперечных балки 24, 25 и 26, разнесенных равноудаленно на продольных брусьях 27 и 28. Поперечные балки 24 и 26 секций 4 и 5 выполнены монолитными, а поперечная балка 25 удлинена надставкой 29. Места взаимного сопряжения поперечных балок 24, 25, 26 и надставки 29 с продольными брусьями 27 и 28 усилены косынками 30 соответствующей конфигурации. Каждая секция 4 (5) снабжена двумя парами объемных сварных Г-образных кронштейнов 31, которые болтами соединены с передней поперечной балкой 24. Кронштейны 31 снабжены втулками 32. Втулки 32 на кронштейнах 31 при установке на поперечной балке 24 размещены соосно. В свою очередь каждая из втулок 32 Г-образных кронштейнов 31 установлены на полых осях 33 стоек 34 на поперечном брусе 1. Две пары полых осей 33 на задней вертикальной грани поперечного бруса 1 размещены соосно. В парах полых осей 32 установлен качающийся вал 35 механизма 12 группового привода дополнительных ножей 11 в рабочих органах 6. Внешние поверхности и внутренние полости полых осей 33 цементированы.

Задняя поперечная балка 26 каждой секции 4 и 5 снабжена разнесенными по ее концам парой копирующих колес 7 (см. фиг.1 и 2). Оси копирующих колес 7 в секциях 4 и 5 установлены с возможностью изменения положения относительно продольных брусьев 27 и 28, обеспечивающих этим изменение глубины хода сменных рабочих органов 6. Расстояние между горизонтальными поперечными балками 24 и 25, 25 и 26 равно 800 мм. Количество рабочих органов 6 на брусьях 24 26 зависит от их ширины захвата.

Механизм 8 перевода сменных рабочих органов 6 в транспортное положение представлен в виде ведущих и исполнительных звеньев, кинематически связанных друг с другом, с продольной балкой прицепного устройства 2 и поперечного бруса 1. Механизм 8 включает в себя силовой гидроцилиндр 36, шток которого посредством пальца 37 соединен с кулаком 38 поперечного бруса 1 культиватора. Основание силового гидроцилиндра 36 пальцем 39 связано с ползуном 40, размещенным на продольном брусе прицепного устройства 2. Полости силового цилиндра 36 гидравлически связаны с гидросистемой агрегатируемого трактора.

Механизм 9 (см. фиг.1 и 2) изменения глубины хода сменных рабочих органов 6 выполнен в виде резьбового винта, конец которого связан с ползуном 40, а шток винта размещен в гайке 41 продольного бруса прицепного устройства 2.

Подвеска 10 секций 4 и 5 представлена в виде двух пар наклонных кронштейнов, верхние концы которых через шарниры соединены с штангами 42. Нижние концы штанг 42 соединены пальцами с парами кронштейнов на средней поперечной балке 25 секции 4 (5). На штангах 42 установлены пружины сжатия 43 и дистанционные втулки 44. Верхний резьбовой конец штанги 42 позволяет изменять угол наклона секций 4 и 5 к горизонту, а также при переводе сменных рабочих органов 6 в транспортное положение удерживать секции 4 и 5 в заданном положении.

Сменный рабочий орган 6 (см. фиг. 1 4) содержит стойку 45 и культиваторную стрельчатую лапу 46. Стойки 45 сменных рабочих органов 6 установлены в кронштейнах 46 с возможностью смещения их в каналах 47 вверх или вниз. Положение стойки 45 в канале 47 кронштейна 46 зафиксировано стопорным болтом (на чертежах не показан). Кронштейн 46 сварными швами закреплен на задней вертикальной полке С-образной скобы 48, охватывающей поверхность поперечной балки 25 (24, 26). Передняя С-образная скоба 49 соединена с задней С-образной скобой 48 шпильками 50. Это позволяет кронштейны 46 со стойками 45 бесступенчато смещать вдоль балок 24, 25, 26 и устанавливать сменные рабочие органы 6 в требуемом положении с любым шагом между ними.

Культиваторная стрельчатая лапа 46 со стойкой 45 соединена парой болтов с потайной головкой и гайками М10 через плоские и пружинные шайбы. Стойка 45 выполнена сборной из левой и правой боковин с вкладышами между ними толщиной 3 мм. Вкладыши между боковинами стойки 45 образуют прорезь в продольно-вертикальной плоскости при размещении стойки 45 в кронштейне 46. Вкладыши с боковинами стойки 45 соединены контактной сваркой. Выше стрельчатой лапы 46 на стойке 45 установлена горизонтальная ось 51, на которой в прорези установлен дополнительный нож 11.

Дополнительный нож 11 сменного рабочего органа 6 (см. фиг.1, 3 и 4) имеет криволинейное одностороннее лезвие 52 с режущей кромкой 53, выполненной в виде отрезка архимедовой спирали. Лезвие 52 образовано заточкой одной из вертикальной грани ножа 11 под углом 10 12^o. Нож 11 относительно оси 51 выполнен в виде двуплечего рычага. На первом плече рычага выполнено лезвие 52, а на другом плече отверстие 54 для связи с механизмом 12 группового привода ножей 11 и криволинейный упор 55, сопряженный с индивидуальным возвратным механизмом 13. Плечи дополнительного ножа выполнены в соотношении 4 5:1.

Упор 55 дополнительного ножа 11 выполнен криволинейным с увеличивающимся радиусом контакта от центра горизонтальной оси 51 стойки 45 сменного рабочего органа 6 в месте сопряжения криволинейной части ножа 11 к центру присоединительного отверстия 54 на втором плече.

Культиватор снабжен двумя механизмами 12 группового привода дополнительных ножей 11. Механизм 12 (см. фиг. 3 9) содержит четырехзвенный кривошипно-шатунно-коромысловый механизм, связанной посредством цепной передачи 56 с опорным колесом 3 и через гибкие тяги 57 с вторыми плечами дополнительных ножей 11.

Оси 22 опорных колес 3 снабжены ведущими звездочками 58 втулочно-роликовой цепи 56. Замкнутая ветвь втулочно-роликовой цепи 56 размещена на ведомой звездочке 59, установленной на ведущем валу 60 кривошипно-шатунно-коромыслового механизма. Ведущий вал 60 установлен во втулке 61 посредством пары подшипников скольжения 62. Втулка 62 сварными швами закреплена на стойках 63 поперечного бруса 1. На внешней поверхности втулки 61 посредством конического резьбового отверстия установлена пресс-масленка 63 для подачи консистентной смазки в подшипники скольжения 62. Ведомая звездочка 59 на ведущем валу 60 установлена на правой цапфе 64 и закреплена на ней посредством призматической шпонки 65 и гайки 66. На левой цапфе 67 призматической шпонкой 68 и упорной шайбой 69 закреплен кривошип 70.

Упорная шайба 69 закреплена на торцевой части левой цапфы 67 резьбовыми болтами 71, положение которых зафиксировано проволокой 72. На кривошипе 70 установлена ступенчатая ось 73, положение которой зафиксировано сегментной шпонкой и гайкой на резьбовом ступенчатом конце оси 73. На оси 73 кривошипа 70 через подшипник скольжения 74 установлена шаровая опора 75 шатуна 76. Шатун 76 выполнен составным и регулируемой длины из двух резьбовых штоков 77 и 78 с левой и правой резьбами и муфты 79. Резьбовые штоки 77 и 78 снабжены шаровыми опорами 75 и 80, вводимыми в головки резьбовых штоков 77 и 78 через диаметральные прорези. Шаровая опора 80 снабжена подшипником скольжения 81 и установлена на оси 82 коромысла 83. Коромысло 83 выполнено в виде двух щек, нижние концы которых сварными швами закреплены на концах втулки 84, установленной с возможностью фиксации на поверхности качающего вала 35 с помощью стопорного болта 85 и шпонки 86.

При качении опорного колеса 3 посредством цепной передачи 56 вращение оси 22 колеса 3 передается на ведущий вал 60 и следовательно на кривошип 70. Вращение кривошипа 70 шатуном 76 преобразуется в угловое смещение коромысла 83. На поверхности качающегося вала 35 размещены фиксируемые втулки 87 кулаков 88, в отверстиях 89 которых через коуши 90 установлены передние концы стальных канатов гибких тяг 57. Диаметр каната гибкой тяги 57 равен 6 мм. Ветвь каждого каната гибкой тяги 57 перекинута на блоке 91. Блок 91 установлен на оси 92 посредством подшипника скольжения 93. Ось 92 блока 91 зафиксирована в щеках 94 кронштейна 46 стойки 45 сменного рабочего органа 6. Нижний конец каната гибкой тяги 57 пропущен в отверстие 54 дополнительного ножа 11. За передним концом каната гибкой тяги 57 между его частями размещена стяжная муфта 95 для изменения длины каната.

Индивидуальный возвратный механизм 13 дополнительного ножа 11 выполнен в виде упругого элемента 96 силового механизма 97 и штанги 97, один конец которой сопряжен с криволинейным упором 55 (см. фиг.1, 3, 4 и 5). Нижний конец штанги 97, сопрягаемый с криволинейным упором 55, выполнен с полусферической головкой 98. Штанга 97 установлена вертикально за стойкой 45 сменного рабочего органа 6 в двух разнесенных по высоте стойки 45 соосных направляющих бронзовых втулок 99. Бронзовые втулки 99 запрессованы в кронштейнах 100 стойки 45. Верхняя часть штанги 97 снабжена упором 101, выполненным на поверхности штанги 97 за счет локального нагрева части штанги 97 с последующей деформацией этого участка вдоль оси штанги 97. Верхняя часть штанги 97 снабжена осевым отверстием 102. Выше кронштейна 100 на тыльной части стойки 45 установлен кронштейн 103 с резьбовым отверстием. В резьбовом отверстии кронштейна 103 установлен резьбовой шток 104 силового механизма с квадратной головкой 105 под рожковый ключ с зевом на 17 0,4 мм. Нижний конец резьбового штока 104 выполнен с конусной головкой. Конусная головка штока 104 сопряжена с торцом направляющего штифта 106. Шток 107 направляющего штифта 106 установлен в осевом отверстии 102 штанги 97. Между торцом направляющего штифта 106 телескопической части и упором 101 штанги 97 расположены пакеты тарельчатых пружин упругого элемента 96.

Культиватор снабжен автоматами включения механизмов 12 группового привода дополнительных ножей 11, сблокированных с механизмом 8 перевода сменных рабочих органов 6 в транспортное положение (на чертежах не показан).

Культиватор работает следующим образом.

После соединения агрегатируемого культиватора с трактором с помощью прицепной скобы 16 и пальцем 17 прицепного устройства 2 приступают к подготовке культиватора к работе. Штоковую и бесштоковую полости силового гидроцилиндра 36 механизма 8 перевода сменных рабочих органов 6 в транспортное положение соединяют рукавами высокого давления с левой выносной секцией гидрозолотника гидросистемы агрегатируемого трактора. Далее готовят четыре подставки толщиной 6 см под опорные колеса 3 поперечного бруса 1 и 7 см под копирующие колеса 7 секций 4 и 5 при культивации почвы на глубину 8 см для посева зерновых колосовых под озимые. Подставки указанных размеров размещают перед колесами 3 и 7, а трактором поперечный брус 1 с секциями 4 и 5 накатывают на них. Подставки толщиной 6 см устанавливают под левое и правое колеса 3, а подставки толщиной 7 см под четыре копирующих колеса 7 секций 4 и 5. После этого освобождают ползун 40 на продольной балке прицепного устройства 2. Резьбовой винт механизма 9 изменения глубины хода сменных рабочих органов 6 в гайке 41 постепенно ввинчивают, отводя его от ползуна 40 на 50 60 мм. Далее подают рабочую жидкость в бесштоковую полость силового цилиндра 36 механизма 8, а его поршень смещают в правое крайнее положение до упора с крышкой силового цилиндра 36. С нажимных штанг 42 подвесок 10 с резьбовых концов свинчивают гайки до обреза резьбовой части. Утопив в ручке подпружиненный фиксатор, рычаг вместе с кронштейном колеса 7 подводят до поверхности подставки толщиной 7 см.

Далее приступают к регулировке положения секций 4 и 5 по отношению к поверхности регулировочной технологической площадки. Манипулируя резьбовым винтом механизма 9 и положением копирующих колес относительно продольных балок 27 и 28, добиваются строгого горизонтального положения секции 4 и 5. Потом, освободив стопорные болты кронштейнов 46, стойки 45 сменных рабочих органов 6 в каналах 47 смещают вверх или вниз и добиваются такого положения, чтобы лезвия стрельчатых культиваторных лап 46 касались всей длиной опорной поверхности технологической площадки. Далее стойки 45 фиксируют стопорными болтами в кронштейнах 46. Затем положение ползуна 40 фиксируют на продольной балке прицепного устройства 2. Затем приступают к расстановке культиваторных лап 46 по ширине захвата культиватора. В зависимости от условий работы и сроков проведения культивации на секциях 4 и 5 стрельчатые культиваторные лапы 46 могут быть установлены со следующей шириной захвата: 270, 330 и 410 мм.

При указанных захватах на поперечных несущих балках 24 26 может быть установлено, соответственно, следующее количество стоек 45 сменных рабочих органов: 15, 12 и 10 штук. Затем приступают к расстановке рабочих органов 6 по ширине захвата культиватора, равномерно их распределив на поверхности поперечных несущих балок 24, 25 и 26. На поперечной несущей балке 24 при ширине захвата, например, стрельчатой лапы 46 в 270 мм, расстояние между стойками 45 устанавливают равным 1050 мм. На второй поперечной балке 25 относительно первой стойки 45 на поперечной балке 24 смещают вправо первую стойку 45 на расстояние 350 мм, а на балке 26 первую стойку 45 смещают вправо на 700 мм. Это позволяет расставить сменные рабочие органы с шагом по 1050 мм на балках 24, 25 и 26, а обработку почвы производить сплошной с величиной перекрытия не менее 30 мм. После этого гайками подтягивают через шпильки 50 С-образные кронштейны 48 и 49 на балках 25 27. Конструкция кронштейнов 48 и 49 обеспечивает строго вертикальное положение канала 47, вместе с ними и стойки 45.

После выполнения всех указанных выше регулировок проверяют расстояние между носками стрельчатых лап 46 по направлению движения культиватора. Расстояние между передним и средним рядами в секциях 4 и 5 равно 800±5 мм, а расстояние между стойками 45 в заднем и переднем ряду равно 1600±10 мм. Выполнение указанных регулировок обеспечивает заданное положение сменных рабочих органов 6 на секциях 4 и 5 при многократном переводе секций в транспортное положение. Завершающим этапом подготовки сменных рабочих органов 6 в секциях 4 и 5 является навинчивание гаек до соприкосновения с верхними шарнирами на резьбовых концах штанги 42. Упругие элементы 43 в виде пружин сжатия на штангах 42 должны обеспечивать перемещение стрельчатых лап заднего ряда не менее чем на 120 мм, среднего на 80 мм, а переднего ряда не менее 40 мм.

После завершения регулировок первого цикла приступают к двум последующим по настройке дополнительных ножей 11 в стойках 45, индивидуальных возвратных механизмов 13 и механизмов 12 привода дополнительных ножей 11 сменных рабочих органов 6 в секциях 4 и 5.

С ведущей звездочки 58 на оси 22 опорного колеса 3 и с ведомой звездочки 59 на ведущем валу 60 кронштейна 63 при освобожденном натяжном ролике снимают втулочно-роликовую цепь 56. Под воздействием силовых механизмов в индивидуальных возвратных механизмах лезвия 52 дополнительных ножей 11 занимают положение, изображенное на фиг. 4. Вывинчивая за квадратный хвостик 105 рожковым ключом с зевом 14 мм резьбовой шток 104 из резьбового кронштейна 103, ослабляют силу сжатия пакета стрельчатых пружин 97. Усилием руки за носок лезвия 52 дополнительного ножа 11 поворачивают против часовой стрелки (от стойки 45) на угол Φ таким образом, чтобы режущая кромка 53 в прорези стойки 45 была максимально приближена к стрельчатой лапе 46. При повороте лезвия 52 на горизонтальной оси 51 второе плечо ножа 11 с криволинейным упором 55 поворачиваются в направлении к полусферической головке 98 штанги 97.

Полусферическая головка 98 штанги 97 скользит по поверхности криволинейного упора 55 и штанга 97 в направляющих втулках 99 перемещается вверх. Упор 101 телескопической части штанги 97 сжимает пакеты стрельчатых пружин 97 между упором 106 направляющего штифта 107. При невозможности дальнейшего подъема штанги 97 резьбовой шток 104 вывинчивают за квадратный хвостовик 105 из резьбовой втулки 103. Освободив носик ножа 11 под воздействием сжатых тарельчатых пружин 96, дополнительный нож 11 четко возвращается в вертикальное положение, касаясь стойки 45. Выполнив указанные регулировки дополнительных ножей 11 в пяти стойках 45 сменных рабочих органов 6, приступают к выполнению регулировок длины шатуна 79 механизма 12 привода дополнительных ножей 11 в секции 4. При крайнем заднем положении коромысла 83, которое достигается наибольшей длиной шатуна 79, и при мертвом положении с кривошипом 70 производят регулировки длины гибких тяг 57. Пользуясь стяжными муфтами 95, свинчивая ее резьбовую часть в ту или иную сторону, добиваются, чтобы зазор между носиком лезвия 52 и фронтальной частью стойки 45, был в пределах 5±1 мм.

Далее втулочно-роликовую цепь 56 размещают на ведущей звездочке 58 и ведомой звездочке 59. Натяжной звездочкой контура цепи 56 добиваются, чтобы провисание ведомой ветви втулочно-роликовой цепи не превышало более 15 мм. Далее из-под колеса 3 убирают подставку толщиной 6 см. Вращая за колесо 3, проверяют, чтобы все пять дополнительных ножей 11 синхронно отклонялись от стойки 45 на угол v не менее чем на 70±5^o. Если режущие кромки 53 не достигают прорези в стойках 45, то вращением резьбовой муфты 79 на резьбовых штоках 77 и 78 приближают ось 82 на кулаках коромысла 83 к ступенчатой оси 73 кривошипа 70 до тех пор, пока режущая кромка 53 каждого ножа 11 максимально не приблизится к поверхности стрельчатой лапы 46 при максимально удаленном положении ступенчатой оси 73 кривошипа 70 от горизонтальной оси поворотного вала 35. Вращением колеса 3 на полный оборот проверяют угловое смещение дополнительного ножа 11 от вертикального положения в рабочее и обратно. Регулировки дополнительных ножей 11 сменных рабочих органов 6 в правой секции 5 производят аналогичным образом.

При движении культиватора лезвия стрельчатых лап 46 перерезают почвенный пласт с корнями сорняков. Лапами 46 сменных рабочих органов 6 почва крошится, а корни сорных растений извлекаются из почвы. Несмотря на то что стойки 45 сменных рабочих органов 6 расставлены на поперечных брусьях 24 26 секций 4 и 5 с шагом 1050 мм, сорняки нависают на стойках 45. Особенно сильно забиваются стойки 45 сорняками: вьюнка полевого, осота, гречишки вьюнковой. Нависшие сорняки волочатся на стойках 45 и вместе с почвой образуют призму волочения. Это снижает качество обработки паровых полей, забиваются ими пространство под секциями 4 и 5, а тяговое сопротивление культиватора превышает два-три раза, нежели при культивации чистых паров.

При движении культиватора качение опорных колес 3 по поверхности поля, одновременно приводят во вращение ведущие звездочки 58 на осях 22 колес 3. Под воздействием цепной передачи 56 получает привод ведомая звездочка 59 на ведущем валу 60, а вместе с ним и кривошип 70 со ступенчатой осью 73. Под воздействием шатуна 79 и коромысла 83 вращение вала 60 преобразуется в качающееся угловое движение поворотного вала 35 вместе с кулаками 88 и гибкими тягами 57. Натяжение канатов 57 через блоки 91 приводит к повороту второго плеча с присоединительным отверстием 54 вокруг горизонтальной оси 51. Нависшие корни при повороте дополнительного ножа 11 смещаются его лезвием 52 к поверхности поля.

В силу конструктивных особенностей выполнения режущей кромки 53 по архимедовой спирали, описываемой полярным уравнением вида r = k•β, где k = a/2π
параметр архимедовой спирали; a шаг спирали; b угол между двумя радиус-векторами на отрезке спирали, резание корней начинается при перемещении лезвия 52 в почве и выполняется условие резания с упругим упором. Несрезанные стебли скользят по режущей кромке 53 в направлении к прорези на стойке 45, наиболее близко расположенной к поверхности стрельчатой лапы 46. В данном случае происходит резание корней, вязального шпагата и проволоки на жестком упоре. Скольжение корней в почве происходит по лезвию 52 за счет подпора почвы и других несрезанных растений, а также за счет выполнения условия, что k>f_с/п, где f_с/п коэффициент трения стеблей и корней о почву.

Таким образом за счет поворота ножа 11 срезаются все нависшие стебли. При повороте кривошипа 70 от заданной мертвой точки в направлении к передней мертвой точке натяжение канатов в гибких тягах 57 резко падает. В работу вступают силовые механизмы штанг 97 индивидуальных возвратных механизмов 13. Пакеты тарельчатых пружин 96 за счет упругих деформаций создают осевое усилие. Одна из реакций этого усилия давит на упор 101 штанги 97. Полусферический конец 98 штанги 97 воздействует на криволинейный упор 55. Так как размер плеча в данный момент наибольший, то усилие сжатых тарельчатых пружин 96 создает момент сил, величина которого наибольшая и приводит к выводу лезвия 52 из почвы (см. фиг.3, положение сменного ножа 11 показано пунктирной линией). По мере поворота ножа 11 на угол v величина момента сил уменьшается, так как за счет криволинейности упора 55 уменьшается радиус его кривизны. За счет передаточного отношения в приводе кривошипа 70 от колеса 3 обеспечивается два полных периода работы дополнительных ножей 11 в стойках 45 сменных рабочих органов 6. Это исключает нависание сорняков и обеспечивает высокое качество работы культиватора на паровых полях, сильно засоренных сорняками.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, выполняющее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможностью его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для обработки паров засоренных сорняками. Сущность изобретения: культиватор содержит поперечный брус с опорными колесами, прицепное устройство, шарнирно соединенные с поперечным брусом секции со сменными рабочими органами и копирующими колесами, механизм перевода секций в транспортное положение и механизм изменения глубины хода сменных рабочих органов. Сменный рабочий орган выполнен в виде стрельчатой лапы и стойки, снабженной дополнительным ножом. Дополнительный нож установлен с возможностью поворота на горизонтальной оси в вертикальной прорези стойки. Дополнительные ножи сменных рабочих органов в каждой секции соединены с механизмом их привода. Каждый нож дополнительно снабжен индивидуальным возвратным механизмом. 19 з. п. ф-лы, 9 ил.

1. Культиватор, содержащий поперечный брус с опорными колесами, прицепное устройство, шарнирно соединенные с поперечным брусом секции со сменными рабочими органами и копирующими колесами, механизм перевода секций в транспортное положение и механизм изменения глубины хода сменных рабочих органов, отличающийся тем, что сменный рабочий орган выполнен в виде стрельчастой лапы и стойки, снабженной дополнительным ножом, установленным с возможностью поворота на горизонтальной оси в вертикальной прорези стойки, при этом дополнительные ножи сменных рабочих органов в каждой секции соединены с механизмом их группового привода, а каждый нож дополнительно снабжен индивидуальным возвратным механизмом. 2. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный нож выполнен в виде двуплечего качающего рычага, одно из плеч которого на фронтальной части снабжено криволинейным лезвием с режущей кромкой по кривой, предпочтительно отрезка архимедовой спирали, а на другом плече выполнен упор индивидуального возвратного механизма и присоединительное отверстие для связи с механизмом группового привода. 3. Культиватор по пп.1 и 2 отличающийся тем, что плечи дополнительного ножа выполнены в соотношении 4 5 1. 4. Культиватор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что лезвие дополнительного ножа образовано односторонней заточкой одной из боковых граней под углом 10
12^o. 5. Культиватор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что упор ножа выполнен криволинейным с увеличивающимся радиусом контакта от центра горизонтальной оси стойки в месте сопряжения криволинейной части ножа к центру присоединительного отверстия на втором плече. 6. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что индивидуальный возвратный механизм дополнительного ножа выполнен в виде вертикальной штанги, установленной в направляющих за стойкой сменного рабочего органа, при этом нижний полусферический конец штанги сопряжен с криволинейным упором дополнительного ножа, а на верхнем конце штанги смонтирован силовой механизм. 7. Культиватор по пп.1 и 6, отличающийся тем, что силовой механизм выполнен в виде пакета тарельчатых пружин, установленных между упорами штанги и винтового механизма. 8. Культиватор по пп.1, 6 и 7, отличающийся тем, что пакеты тарельчатых пружин смонтированы между телескопическими частями верхней части штанги. 9. Культиватор по пп. 1, 6 8, отличающийся тем, что резьбовой шток винтового механизма сопряжен с торцом подвижного направляющего штифта верхней части штанги. 10. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что механизм привода дополнительных ножей сменных рабочих органов в секциях выполнен в виде звеньев кривошипно-шатунно-коромыслового механизма, кривошип которого установлен на горизонтальном валу с возможностью вращения в кронштейне, установленного на поперечном брусе культиватора и получающим привод через ведомую звездочку на другом конце горизонтального вала посредством цепной передачи, ветви которой размещены на ведущей звездочке, размещенной на оси опорного колеса, а шатун упомянутого механизма кинематически связан с коромыслом, установленным на качающемся валу, размещенного в соосных полых втулках шарниров соединения секции с задний вертикальной стенкой поперечного бруса, при этом на валу размещены кулаки, удаленные концы которых соединены гибкими тягами через блоки с присоединительными отверстиями дополнительных ножей. 11. Культиватор по пп. 1 и 10, отличающийся тем, что шатун выполнен составным и снабжен возможностью изменения его длины. 12. Культиватор по пп.1, 10 и 11, отличающийся тем, что составные части шатуна взаимно связаны муфтой и имеют резьбовые штоки с головками, в которых смонтированы шаровые опоры с подшипниками скольжения в цилиндрических отверстиях. 13. Культиватор по пп.1 и 10, отличающийся тем, что коромысло снабжено втулкой, размещенной на качающем валу и снабженной фиксатором, при этом на концах втулки закреплены щеки, верхние концы которых пальцем через подшипник скольжения соединены с шаровой опорой шатуна. 14. Культиватор по пп.1 и 10, отличающийся тем, что между частями каждой гибкой тяги установлена натяжная муфта. 15. Культиватор по пп.1 и 10, отличающийся тем, что блок гибкой тяги размещен на оси щек кронштейна крепления стойки сменного рабочего органа. 16. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что секции сменных рабочих органов выполнены в виде трех поперечных параллельных балок разнесенных с равным шагом по длине продольных брусьев. 17. Культиватор по пп.1,10 и 16, отличающийся тем, что шарнирное соединение секции с поперечным брусом выполнено в виде полых соосных втулок, соединенных своими серединами со стойками поперечного бруса и двух пар Г-образных отъемных кронштейнов с втулками, охватывающими полые соосные втулки, при этом пары кронштейнов закреплены на передней поперечной балке секции. 18. Культиватор по пп.1 и 17, отличающийся тем, что внешние поверхности и внутренние полости полых втулок цементированы. 19. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что кронштейн стойки сменного рабочего органа имеет возможность смещения вдоль поперечного бруса секции. 20. Культиватор по п.1, отличающийся тем, что копирующие колеса размещены на последнем поперечном брусе секции.