САМОХОДНАЯ ТЕЛЕЖКА МНОГООПОРНОЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1998 года по МПК A01G25/09 B62D57/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в многоопорных самоходных дождевальных и поливных машинах, работающих как позиционно так и в непрерывном движении.

Известны самоходные тележки для электрифицированных дождевальных и поливных машин работающих как позиционно, так и в непрерывном движении, выполненные в виде рамы, с установленным на ней силовым приводом, и движителей в виде колес. (Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины. Патент РФ 1835231, кл. A 01 G 25/09, 1993.)
Такие опоры обладают низкой проходимостью вследствие того, что из-за высокого удельного давления на грунт колесная опора оставляет глубокую колею, при этом возникает бульдозерный эффект, что в целом приводит к повышенным энергозатратам и высокой заминаемости растений.

Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является устройство в виде шагающей опоры дождевальной машины (Патент РФ 1738162, кл. A 01 G 25/09 1992). Шагающая опора дождевальной машины содержит поперечно закрепленные к напорному трубопроводу балки с двумя парами поворотных стоек на концах, выполненных в виде шарнирно-рычажных механизмов, соединенных с опорными башмаками и приводом их попарно-поочередного перемещения относительно друг друга. Указанная шагающая опора дождевальной машины решает техническую задачу, связанную с обеспечением кругового движения опор без скольжения относительно грунта.

Данная шагающая опора дождевальной машины имеет невысокий технический уровень, т.к. она не решает задачу уменьшения заминаемости растений за счет создания новых движителей самоходной тележки многоопорной дождевальной машины с высокой площадью контакта с грунтом и в то же время с особо узкой колеей, а также не исключает самозакапывание опор во влажном грунте. Кроме того, шагающая опора не устойчива в поперечном направлении и поэтому для ее связи с напорным трубопроводом требуется система жестких и, следовательно, металлоемких растяжек.

В этой связи важнейшей задачей является создание новых движителей самоходной тележки многоопорной дождевальной машины с высокой площадью контакта с грунтом, с особо узкой колеей, и в то же - время, устойчивой в поперечном направлении. Это позволит значительно снизить удельное давление на грунт, исключит образование глубокой колеи и, как следствие, уменьшит заминаемость растений и снизит энергозатраты на передвижение. Кроме того,необходимо решить проблему исключения самозакапывания опор дождевальной машины во влажном грунте.

Техническим результатом заявленной конструкции самоходной тележки для многоопорных дождевальных машин является создание новых движителей с попарно шагающими опорами с обеспечением значительного снижения удельного давления на грунт и новой конструкции шагающих опор с высокой площадью контакта с грунтом и, в тоже время с узкой общей колеей, причем наличие опор в виде удлиненных трапециевидных коробов исключает их "самозакапывание", и тем самым позволяет существенно снизить удельное давление на грунт и площадь колеи, вследствие чего снижается и заминаемость растений, и уменьшаются энергозатраты в процессе передвижения самоходной тележки, а также создание нового решения проблемы поперечной устойчивости самоходной тележки, за счет использования L-образных стоек напорного трубопровода, что однозначно решает задачу определения направления момента опрокидывания самоходной тележки и позволяет обеспечить ее устойчивость в поперечном направлении посредством растяжек малой массы заведомо работающих только на растяжение. Тем самым достигается качественно новый принцип работы, что открывает новые возможности агротехнического метода.

Указанный технический результат достигается тем, что самоходная тележка многоопорной дождевальной машины, включающая раму с поперечно закрепленной к напорному трубопроводу с помощью стоек несущей балкой, по концам которой попарно установлены шагающие опоры, каждая из которых содержит опорный башмак и шарнирный четырехзвенник, связанный через кривошип с выходным валом редуктора силового привода, причем стойки крепления несущей балки к напорному трубопроводу выполнены L-образной формы и расположены со смешением относительно продольной оси несущей балки, при этом опорный башмак шагающей опоры имеет форму короба с трапецеидальным поперечным сечением, а кривошипы шарнирных четырехзвенников каждой пары шагающих опор закреплены на выходных валах редукторов со смешением на 180 градусов один относительно другого.

Создание нового движителя с попарно шагающими опорами, снабженными башмаками в виде удлиненных полых трапециевидных коробов, образующих узкую общую колею, позволяют существенно уменьшить удельное давление на грунт и площадь колеи, исключают бульдозерный эффект и "самозакапывание" опор.

Предложенная новая конструкция связи напорного трубопровода с несущей балкой, на которой установлены шагающие опоры, посредством L-образных стоек, позволяет обеспечить устойчивость самоходной тележки в поперечном направлении тонкими растяжками, малой массы, заведомо работающими только на растяжение, что дает возможность использовать рабочий цикл шагающих движителей с двумя точками опоры на грунт.

На фиг. 1 представлен общий вид самоходной многоопорной дождевальной машины; на фиг. 2 - вид слева; на фиг. 3 - траектория каждой опорной точки.

Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины (фиг. 1, 2) содержит несущую балку 1, поперечно установленную к напорному трубопроводу 2, на концах которой попарно установлены две передние шагающие опоры 3 и две задние шагающие опоры 4, выполненные в виде шарнирных четырехзвенников, расположенных в вертикальной плоскости. Каждая шагающая опора содержит Г-образный двуплечий рычаг 5, снабженный башмаком 6 и шарнирно соединенный с кривошипом 7 и качающимся рычагом 8, второй конец которого шарнирно соединен с кронштейном 9, жестко установленным на несущей балке 1. Башмаки 6 выполнены в виде удлиненных полых трапециевидных коробов, образующих общую колею. Это обеспечивает низкую заминаемость растений за счет низкого удельного давлений на грунт и малой площади колеи, а также исключает "самозакапывание" башмаков 6 грунтом со стенок колеи.

На несущий балке 1 также установлен силовой привод, состоящий из электродвигателя 10, редукторов 11, 12 и промежуточных валов 13, передающих крутящий момент от редуктора 11 и редукторам 12, установленным на концах несущий балки 1. Выходные валы редукторов 12 одновременно являются общими ведущими осями 14 каждой пары шагающих опор 3 и 4.

Для крепления самоходной тележки к напорному трубопроводу 2 несущая балка 1 снабжена L-образными стойками 16, которые имеют смещение относительно продольной оси несущей балки 1, что однозначно задает направление момента опрокидывания самоходной тележки и позволяет обеспечить ее устойчивость в поперечном направлении посредством тонких растяжек 16, малой массы, заведомо работающих только на растяжение.

Опорные точки башмаков 6 описывают замкнутую траекторию (фиг. 3), характеризующую новый рабочий цикл, где участок АБ соответствует фазе опоры на грунт, а БВА-фазе переноса. Точка В на траектории расположена так, что длина дуги ВА равна длине опорного участка АБ. Кривошипы 7 каждой пары шагающих опор 3 и 4 закреплены на общей ведущей оси 14 со смещением на 180^o друг относительно друга.

Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины работает следующим образом После установки самоходной тележки на грунт она крепится L-стойками 15 (фиг. 1,2) к напорному трубопроводу 2 многоопорной дождевальной машины. Нормальная реакция грунта образует относительно точек закрепления L-образных стоек 15 на напорном трубопроводе 2 момент известного направления (на фиг. 2 против часов), который однозначно определяет направление возможного опрокидывания самоходной тележки в поперечном направлении. Для обеспечения устойчивости самоходной тележки в поперечном направлении она жестко связывается с напорным трубопроводом 2 растяжки 16, которые работают только на растяжение и поэтому могут быть выполнены тонкими и малой массы.

После закрепления всех самоходных тележек на напорном трубопроводе 2 и запуска электродвигателя 10, крутящий момент будет передаваться через редуктор 11 и промежуточные валы 13 на передний и задний редукторы 12 и, соответственно, на общие ведущие оси 14 передних 3 и задних 4 шагающих опор, в результате чего кривошипы 7, закрепленные на ведущих осях 14, передних 3 и задних 4 шагающих опор начнут вращаться. Кривошипы 7, в свою очередь, поворачивают Г-образные двуплечие рычаги 5 и качающиеся рычаги 8, обеспечивая тем самым движение опорных точек башмаков 6 по замкнутой траектории представленной на фиг. 3.

Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины начнет движение, при этом башмаки 6, выполненные в виде полых трапециевидных коробов, образующих общую узку колею, обеспечивают низкую заминаемость растений за счет низкого удельного давления на грунт и малой площади колеи, а также исключают эффект "самозакапывания" шагающих опор грунтом со стенок колеи.

Дальнейший цикл работы каждой пары шагающих опор 3 и 4 можно подразделить на три основные стадии:
правая шагающая опора находится в фазе опоры на грунт и осуществляет рабочий ход, а левая шагающая опора проходит фазу переноса;
правая шагающая опора отрывается от грунта, а левая шагающая опора входит в фазу опоры на грунт;
правая шагающая опора проходит фазу переноса, а левая шагающая опора находится в фазе опоры на грунт осуществляет рабочий ход.

Таким образом, как минимум один из башмаков 6 каждой пары шагающих опор 3 и 4 находится на грунте.

Цикл работы передних шагающих опор 3 может не совпадать по фазе с циклом работы задних шагающих опор 4, за счет чего можно реализовать различные типы походок.

Рассмотрим цикл работы самоходной тележки многоопорной дождевальной машины для случая, например, противофазного расположения передних 3 и задних 4 шагающих опор с момента, когда опорные точки башмаков правой передней шагающий опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 находятся в точке А траектории (фиг. 3).

Крутящий момент от двигателя 10 передается через редукторы 11 и 12 на кривошипы 7 передних 3 и задних 4 шагающих опор, обеспечивая их вращение. Кривошипы 7 поворачивают Г-образные двуплечие рычаги 5 и качающиеся рычаги 8. При этом башмаки 6 правой передней шагающий опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 движутся по траектории (фиг. 3) от точки А к точке Б, а башмаки 6 левой передней шагающей опоры 3 и правой задней шагающий опоры 4 перемещаются по траектории от точки В к точке А. Так как башмаки 6 правой передней шагающий опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 находятся на грунте, то, оставаясь неподвижными относительно грунта, они способствуют перемещению самоходной тележки относительно грунта на длину рабочего хода АБ.

Когда башмаки 6 передней шагающей опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 окажутся в точке 6 траектории они выходят из зацепления с грунтом. При достижении ими точки В траектории башмаки 6 передней шагающей опоры 3 и правой шагающей опоры 4 коснутся грунта в точке А траектории.

После того, как башмаки 6 левой передней шагающей опоры 3 и правой задней шагающей опоры 4 установятся на грунте,они начнут перемещаться по траектории от точки А к точке Б, обеспечивая рабочий ход. При этом башмаки 6 правой передней шагающей опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 перемещаются по траектории от точки В к точке А, обеспечивая фазу переноса.

После достижения опорными точками башмаков правой передней шагающей опоры 3 и левой задней шагающей опоры 4 точки А цикл работы повторяется.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
самоходная тележка дождевальных машин предназначена для применения в сельском хозяйстве, в частности, для многоопорных самоходных дождевальных и поливных машин, работающих как позиционно, так и в непрерывном движении с применением нового движителя с попарно шагающими опорами, обеспечивающими значительное снижение удельного давления на грунт и поперечную устойчивость самоходной тележки, тем самым достигается качественно новый принцип работы и новые возможности агротехнических методов;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных конструктивных решений и способов применения;
самоходная тележка многоопорной дождевальной машины, воплощенная в изобретении, при его осуществлении способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результаты.

Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины предназначена для использования в шагающих движителях с большой площадью контакта с грунтом, узкой колеей и повышенной поперечной устойчивостью. Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины содержит несущую балку, силовой привод, состоящий из электродвигателя, редукторов 12 и промежуточных валов, шагающие опоры, попарно установленные на концах несущей балки, и L -образные стойки 15 для крепления трубопровода 2, причем шагающие опоры выполнены в виде шарнирных четырехзвенников и снабжены башмаками 6 в виде удлиненных полых трапецеидальных коробов, а кривошипы шарнирных четырехзвенников каждой пары шагающих опор закреплены со смещением на 180^o друг относительно друга на выходных валах редукторов 12. 3 ил.

Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины, включающая раму с поперечно закрепленной к напорному трубопроводу с помощью стоек несущей балкой, по концам которой попарно установлены шагающие опоры, каждая из которых содержит опорный башмак и шарнирный четырехзвенник, связанный через кривошип с выходным валом редуктора силового привода, отличающаяся тем, что стойки крепления несущей балки к напорному трубопроводу выполнены L-образной формы и расположены со смещением относительно продольной оси несущей балки, при этом опорный башмак шагающей опоры имеет форму короба с трапецеидальным поперечным сечением, а кривошипы шарнирных четырехзвенников каждой пары шагающих опор закреплены на выходных валах редукторов со смещением на 180^o один относительно другого.