КУЛЬТИВАТОР-ГРЕБНЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК A01B49/02 A01B33/02 A01B13/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к почвообрабатывающим машинам.

Известно устройство - культиватор-гребнеобразователь КФК-2,8 (Сельскохозяйственная техника: Каталог, т.2. М. 1991 г.), содержащий раму, фрезбарабан, гребнеобразователь с нажимным пружинным механизмом, опорные регулируемые колеса, привод фрезбарабана осуществляется посредством карданного и трансмиссионного валов, центрального и бортового редукторов.

Недостатком данной машины является низкое качество гребневой поверхности, т.е. неустойчивости сформированных гребней от влияния внешних воздействий (осадок и т.п.).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является культиватор-гребнеобразователь (патент РФ N 1817664 кл. A 01 B 49/02), содержащий раму, на которой посредством шарнирно установленных кронштейнов и нажимных штанг с пружинами смонтированы фрезерное почвообрабатывающее орудие и секции размещенных позади этого орудия шарнирно установленных грядилей с окучниками, дополнительно снабженный расположенным позади окучников шарнирно присоединенным к раме катком для уплотнения образуемых окучниками гребней и соосно установленным с этим катком гидромотором, связанного с гидросистемой трактора посредством регулятора напора, поступающего в мотор гидропотока, имеющий электрический блок управления, при этом фрезерное почвообрабатывающее орудие выполнено в виде барабана для сплошной обработки почвы.

Недостатком данной машины является низкое качество формирования гребней, обусловленное невозможностью выбора оптимальной частоты вращения профильного катка в зависимости от скорости движения агрегата, а также от изменения физико-механических свойств почвы по длине гона.

Задачей изобретения является повышение качества гребневой поверхности.

Указанная задача достигается тем, что культиватор-гребнеобразователь, содержащий раму, на которой последовательно смонтированы фрезбарабан, шарнирно установленный гребнеобразователь, профильный каток, приводимый во вращение от гидромотора, связанного с гидросистемой трактора посредством дроссель-регулятора, электрический вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, дополнительно снабжен датчиком скорости движения, датчиком частоты вращения профильного катка и датчиком глубины погружения профильного катка, причем выходы этих датчиков соединены с соответствующими входами блока управления.

Новые существенные признаки:
1. Датчик скорости движения;
2. Датчик частоты вращения профильного катка;
3. Датчик глубины погружения профильного катка;
4. Выходы перечисленных датчиков соединены с соответствующими входами блока управления.

Перечисленные новые существенные признаки обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат, заключающийся в повышении качества гребневой поверхности, достигается за счет образования обратной связи между частотой вращения профильного катка и скоростью движения культиватора-гребнеобразователя. Качественная гребневая поверхность формируется за счет управления частотой вращения прикатывающего профильного катка, работающего в режиме буксования. Степень буксования зависит от физико-механических свойств обрабатываемой почвы. Требуемая частота вращения профильного катка выбирается в зависимости от скорости движения агрегата и глубины его погружения в почву. В блоке управления производится сравнение фактической частоты вращения катка с требуемой. При отклонении сравниваемых частот за пределы допускаемых значений блоком управления подается на электроуправляемый дроссель-регулятор сигнал, пропорциональный величине отклонения, для поднастройки режима работы профильного катка.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено его схематичное изображение, на фиг. 2 - вид сзади, а на фиг. 3 дано графическое пояснение к обоснованию выбора режима работы профильного катка.

На раме 1 опирающейся на опорные колеса 2, регулируемые по высоте винтовым механизмом 3, установлен фрезбарабан 4. На фрезбарабан 4 вращение от вала отбора мощности (ВОМ) трактора передается через центральный редуктор 5, трансмиссионный вал 6 и бортовой редуктор 7. К раме шарнирно присоединен гребнеобразователь 8 с нажимным пружинным механизмом 9, который прижимает гребнеобразователь 8 к почве относительно рамы 1. Позади гребнеобразователя 8 установлен прикатывающий профильный каток 10. Гидромотор 11 приводит во вращение профильный каток 10. Гидромотор 11 соединен с гидросистемой трактора через электроуправляемый дроссель-регулятор 12. Датчик скорости движения 13 установлен, например, на опорном колесе 2. Датчик частоты вращения 14 соединен с профильным катком 10. Датчик глубины 15 установлен, например, на гребнеобразователе 8. Выходы всех вышеуказанных датчиков соединены с соответствующими входами блока управления 16, выход которого соединен с электрическим входом дроссель-регулятора 12.

Устройство работает следующим образом. Фрезбарабан 4, привод которого от ВОМ трактора осуществляется посредством центрального редуктора 5, трансмиссионного вала 6 и бортового редуктора 7, производит тщательное крошение почвы на глубину, ограниченную опорными колесами 2. Гребнеобразователь 8, установленный позади фрезбарабана 4, формирует гребневую поверхность с заданной плотностью почвы. Плотность почвы в гребнях регулируется нажимным пружинным механизмом 9 в зависимости от культуры, возделываемой на гребневой поверхности. Для сохранения заданной плотности почвы внутри гребней в течение длительного периода времени и предотвращения их разрушения под действием природных факторов производится прикатывание профильным катком 10. Привод профильного катка 10 производится от гидромотора 11, соединенного с гидросистемой трактора через дроссель-регулятор 12. Выбор режима работы профильного катка 10 основан на том, что при начальном соприкосновении катка с почвой в точке A (см. фиг. 3) абсолютная скорость данной точки катка (векторная сумма поступательной V_дв и вращательной скоростей V_вр) направлена перпендикулярно прикатываемой поверхности. При таком режиме работы катка уплотнение почвы производится без образования перед ним почвенного валика, имеющего место при работе пассивных катков. Так как прикатывание происходит с буксованием, высокая прочность поверхности достигается за счет наслоения смятого катком почвенного пласта на уже уплотненный слой. Выбор требуемой частоты вращения профильного катка 10 осуществляется на основе измерения глубины погружения h катка в почву датчиком глубины 15 и скорости движения V_дв датчиком скорости 13. Электрические сигналы от этих датчиков поступают в блок управления 16, где происходит вычисление требуемой частоты вращения ω_тр профильного катка по выражению:
ω_тр = V_дв/(R-h), (1)
где V_дв - поступательная скорость движения агрегата, R - радиус катка, h - глубина погружения катка в почву.

Опрос датчиков производится непрерывно через каждые 0,1 м. После прохода агрегатом 10 м пути в блоке управления 16 производится статистическая обработка результатов вычисления ω_тр и фактической частоты вращения ω_ф профильного катка 10 и их сравнение. В случае отклонения значений ω_тр от ω_ф более чем на 5% из блока управления 16 подается электрический сигнал в дроссель-регулятор 12 пропорционально величине отклонения. Дроссель-регулятор 12 изменяет проходное сечение дросселя пропорционально величине полученного сигнала, тем самым изменяя частоту вращения профильного катка 10 до тех пор, пока сигнал рассогласования не войдет в пределы допуска. После автоматической поднастройки частоты вращения профильного катка 10 процедура расчета повторяется через каждые 10 метров пройденного пути.

Устройство относится к области сельского хозяйства, в частности почвообрабатывающим машинам. Технической задачей изобретения является повышение качества гребневой поверхности. Это достигается тем, что датчиком скорости измеряется поступательная скорость движения агрегата, глубина погружения профильного катка замеряется датчиком глубины при одновременном измерении частоты вращения профильного катка. Сигналы от указанных датчиков поступают в блок управления. Определение требуемой частоты вращения профильного катка осуществляется на основе измерения глубины погружения h катка в почву и скорости его движения. Опрос датчиков производится непрерывно через каждые 0,1 м. После прохода агрегатом 10 м пути в блоке управления производится статистическая обработка результатов вычисления частоты вращения и фактической частоты вращения профильного катка и их сравнение. В случае отклонения этих значений друг от друга более чем на 5% из блока управления подается электрический сигнал в дроссель-регулятор. Дроссель-регулятор изменяет проходное сечение дросселя пропорционально величине полученного сигнала, тем самым изменяя частоту вращения профильного катка до тех пор, пока сигнал рассогласования не войдет в пределы допуска. 3 ил.

Культиватор-гребнеобразователь, содержащий раму, на которой последовательно смонтированы фрезбарабан, шарнирно установленный гребнеобразователь, профильный каток, приводимый во вращение от гидромотора, связанного с гидросистемой трактора посредством дроссель-регулятора, электрический вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, отличающийся тем, что дополнительно снабжен датчиком скорости движения, датчиком частоты вращения профильного катка и датчиком глубины погружения профильного катка, причем выходы этих датчиков соединены с соответствующими входами блока управления.