КОМБИНИРОВАННОЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННОЕ ОРУДИЕ Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 A01B17/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для противоэрозионной обработки почвы.

Известно комбинированное противоэрозионное орудие, содержащее раму с опорным колесом, навесное устройство, плужные корпуса, шарнирно соединенное с рамой звено, почвоуглубитель, установленный на звене посредством цилиндрического вертикально расположенного шарнира, и силовой цилиндр, шарнирно связанный с почвоуглубителем с возможностью придания звену качательных движений в горизонтальной плоскости.

Недостатком известного устройства является ограниченность площади поперечного сечения зигзагообразной борозды, образуемой почвоуглубителем.

Обуславливается это тем, что увеличение площади поперечного сечения борозды, а значит рабочей площади почвоуглубителя требует увеличения моментов сил, вызывающих качательные движения звена.

Увеличение момента сил за счет длины звена (плеча сил) обуславливает и увеличение вредных (на конечной половине каждого "качка" звена) противодействующих качательным движениям звена моментов сил.

Увеличение моментов сил за счет увеличения площади поршня силового цилиндра ведет к увеличению объемов его рабочих полостей. А это при ограниченной производительности агрегатируемого маслянного насоса вызовет уменьшение скорости хода штока силового цилиндра. В результате уменьшатся частота качательных движений звена и крутизна зигзагов борозды, образуемой почвоуглубителем, что снизит эффективность влагозадержания на крутых склонах.

Цель изобретения - увеличение площади поперечного сечения борозды, образуемой почвоуглубителем.

Цель решается получением следующего технического результата при осуществлении изобретения: возникновение при движении орудия дополнительных моментов сил, вызывающих качательные движения звена.

Такой технический результат будет получен при следующей совокупности существенных признаков изобретения.

Предлагаемое орудие, как и известное, содержит раму с опорным колесом, навесное устройство, плужные корпуса, шарнирно соединенное с рамой звено, почвоуглубитель, установленный на звене посредством цилиндрического вертикально расположенного шарнир, и силовой цилиндр, шарнирно связанный с почвоуглубителем с возможностью придания звену качательных движений в горизонтальной плоскости. В отличии от известного почвоуглубитель предлагаемого орудия выполнен в виде лопасти, расположенной вертикально, причем шарнир почвоуглубителя расположен аксиально шарниру, соединяющему почвоуглубитель с гидроцилиндром, при этом шарнир, соединяющий почвоуглубитель с гидроцилиндром, имеет ограничитель угла поворота цапфы оси этого шарнира относительно втулки этого шарнира.

Совокупность признаков предлагаемого орудия находится в следующей причинно-следственной связи с получаемым техническим результатом.

Сходные с известным признаки предлагаемого орудия обуславливают, как и в известном, образование зигзагообразной борозды влагозадержания при движении орудия.

Отличительные признаки предлагаемого орудия обуславливают:
- расположение шарнира почвоуглубителя аксиально шарниру, соединяющему почвоуглубитель с гидроцилиндром, обуславливает возможность поворота и изменения положения почвоуглубителя относительно звена при изменении направления хода гидроцилиндра;
- наличие ограничителя угла поворота цапфы оси шарнира, соединяющего почвоуглубитель с гидроцилиндром, относительно втулки этого шарнира в совокупности с выполнением почвоуглубителя в виде лопасти, расположенной вертикально, обуславливает фиксирование почвоуглубителя при прямом и обратном ходах гидроцилиндра в положениях, вызывающих в результате воздействия почвы на почвоуглубитель дополнительные относительно вызываемых гидроцилиндром моменты сил, обеспечивающие его качательные движения при движении орудия.

Таким образом, совокупность признаков заявленного геометрически, кинематически и динамически обуславливает получение технического результата и решение поставленной цели.

В частном варианте выполнения в предлагаемом орудии ось шарнира, закрепляющего почвоуглубитель на звене, установлена совпадающей с осью симметрии почвоуглубителя.

Такой вариант выполнения снижает момент сил, необходимый для поворота почвоуглубителя относительно звена при изменении направления хода цилиндра, что повышает надежность выполнения последним данной функции.

На фиг. 1 изображена схема орудия в плане, в начале хода штока гидроцилиндра влево; на фиг.2 - схема орудия в плане, в начале хода штока гидроцилиндра вправо; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1, с разрезами шарниров и наложенным сечением почвоуглубителя.

Орудие состоит из рамы 1 с опорным колесом 2, навесным устройством (не показано) и плужными корпусами 3. С рамой 1 шарниром 4 связано звено 5, на котором шарниром 6 закреплен почвоуглубитель 7,выполненный в виде вертикальной лопасти. На втулке 6 выполнена секториальная прорезь 8, в которой установлен закрепленный на цапфе шарнира 6 рычаг 9. Почвоуглубитель 7 через рычаг 9 и шарнир 10 связан с штоком 11 силового гидроцилиндра 12, корпус которого шарниром 13 связан с рамой 1.

Предлагаемое орудие работает следующим образом.

При движении орудия идущий влево шток 11 гидроцилиндра 12 опирает рычаг 9 на левую оконечность прорези 3 (фиг.1), ограничивая угол поворота цапфы оси шарнира 10 относительно втулки этого шарнира, и развивает относительно шарнира 4 момент сил
M₁ = Q • h,
а набегающая на почвоуглубитель 7 почва - момент сил
M₂ = R • l,
где Q - сила на штоке 11;
h - плечо силы Q;
R - равнодействующая сил взаимодействия почвы на фронтальную поверхность почвоуглубителя 7;
l - плечо силы R.

При ходе штока 11 влево моменты сил Q и R направлены по часовой стрелке и образуют суммарный момент
M = M₁ + M₂,
вызывающий поворот звена 5 по часовой стрелке.

При исчерпании хода штока 11 золотниковое устройство (не показано) переключает ход штока вправо. Шток опирает рычаг 9 на правую оконечность прорези ограничителя 8, повернув по часовой стрелке почвоуглубитель 7 относительно звена 5 (фиг.2). Тыльная, при ходе штока 11 влево, поверхность почвоуглубителя 7 становится, при ходе штока 11 вправо, фронтальной. Моменты сил M₁, M₂ меняют свое направление и их суммарный момент М вызывает поворот звена 5 против часовой стрелки. При исчерпании хода штока 11 вправо цикл повторяется. При поворотах звена 5 плечо h сначала несколько возрастает, а в конце поворота звено принимает его значение в начале поворота. Это происходит в результате качания гидроцилиндра 12 вокруг шарнира 13. Величина плеча l равнодействующей R уменьшается в процессе поворота звена 5 вследствие уменьшения угла между фронтальной поверхностью почвоуглубителя 7 и направлением движения орудия, но остается значимой для завершения поворота звена. А большее значение равнодействующей R в начале поворота звена 5 обеспечивает надежность его страгивания при изменении хода почвоуглубителя 7 на противоположное. При симметричном относительно направления движения орудия угла поворота звена 5 и симметричном относительно звена угла поворота почвоуглубителя 7 скалярные значения моментов , а значит и суммарного момента будут равны при поворотах звена против и по часовой. Суммарные моменты преодолевают сопротивления почвы поворотом звена 5, обеспечивая последнему качательные движения. В результате почвоуглубитель 7 образует зигзагообразную борозду для влагозадержания.

Предлагаемое орудие обеспечивает образование почвоуглубителем зигзагообразной борозды с увеличенной площадью ее поперечного сечения.

Использование: изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для противоэрозионной обработки почвы. Сущность изобретения: комбинированное противоэрозионное орудие содержит раму 1 с опорным колесом 2, навесное устройство, плужные корпуса 3, шарнирно соединенное с рамой 1 звено 5, почвоуглубитель 7, установленный на звене 5 посредством цилиндрического вертикально расположенного шарнира 3, и гидроцилиндр 12, шарнирно связанный с почвоуглубителем 7 с возможностью придания звену 5 качательных движений в горизонтальной плоскости. Почвоуглубитель 7 выполнен в виде лопасти, расположенной вертикально, причем шарнир 3 почвоуглубителя 7 расположен аксиально шарниру 10, соединяющему почвоуглубитель 7 с гидроцилиндром 12. Шарнир 10, соединяющий почвоуглубитель 7 с гидроцилиндром 12, имеет ограничитель 8 угла поворота цапфы оси шарнира 5 относительно втулки шарнира 6. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Комбинированное противоэрозионое орудие, содержащее раму с опорным колесом, навесное устройство, плужные корпуса, шарнирно соединенное с рамой звено, почвоуглубитель, установленный на звене посредством цилиндрического вертикально расположенного шарнира, и силовой цилиндр, шарнирно связанный с почвоуглубителем с возможностью придания звену качательных движений в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что почвоуглубитель выполнен в виде лопасти, расположенной вертикально, причем шарнир почвоуглубителя расположен аксиально шарниру, соединяющему почвоуглубитель с гидроцилиндром, при этом шарнир, соединяющий почвоуглубитель с гидроцилиндром, имеет ограничитель угла поворота цапфы оси этого шарнира относительно втулки этого шарнира. 2. Орудие по п. 1, отличающееся тем, что ось шарнира крепления почвоуглубителя на звене совпадает с осью симметрии почвоуглубителя.