УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ Российский патент 2001 года по МПК A01B9/00 

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

Известно устройство для выполнения сельскохозяйственных работ, содержащее энергетическую, технологическую машины и средства управления, причем технологическая машина имеет механизм реверсивного перемещения рабочих органов (SU 1713454 A1, A 01 B 9/00, 23.02.1992).

Недостатком известного устройства является уплотнение почвы, потери энергии, низкая эффективность и производительность машин.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат - повышение эффективности технологий и производительности.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем энергетическую, технологическую машины и средства управления, а технологическая машина имеет механизм реверсивного перемещения рабочих органов, последние и/или секции с закрепленными на них рабочими органами имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители поворота для изменения положения и ширины захвата рабочих органов и/или секций с рабочими органами и возможности выполнения различных технологических операций. При этом рабочие органы имеют ось поворота отвала или рабочие поверхности для правого и левого оборота пласта. Кроме того, ось самоповорота рабочих органов для вспашки, лущения, культивации и выравнивания смещена от центра сопротивления и имеет регулируемые ограничители, а лопата бульдозера имеет ось поворота и связана с реверсивным приводом. При этом дисковые рабочие органы имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители изменения углового положения и функций.

На фиг. 1 изображена схема устройства;
на фиг. 2 показана схема привода бульдозерной лопаты реверсивного хода;
на фиг. 3 - схема регулятора длины хода и цепи привода;
на фиг. 4 показана схема штанги и роликов;
на фиг. 5 - схема дисковых рабочих органов;
на фиг. 6 показаны нож и граблина, вид спереди;
на фиг. 7 - то же, вид сверху;
на фиг. 8 показаны ограничители ширины захвата устройства и длины хода штока гидроцилиндра;
на фиг. 9 показан замедлительный клапан цилиндра подталкивания и подачи вперед;
на фиг. 10 изображена муфта энергетической машины (трактора);
на фиг. 11 изображена схема влекомых рабочих органов и колес борта;
на фиг. 12 показана схема дорожки вибрирующего рабочего органа, вид сверху;
на фиг. 13 показан вибратор, вид сбоку;
на фиг. 14 изображена схема влекомого корпуса плуга;
на фиг. 15 показаны лапа и безотвальный корпус плуга;
на фиг. 16 - схема корпуса с поворотным отвалом;
на фиг. 17 показана схема влекомой секции влекомых корпусов плуга с ограничителями поворота;
на фиг. 18 - схема секции рабочих органов с ножами и зубьями для сгребания и прочесывания, а также кошения и сгребания трав.

Устройство содержит энергетическую машину (трактор) 1 с валом отбора мощности 2 и механизма реверсивного перемещения, имеющий цепную передачу 3, одно звено которой имеет шарнир 4 связи со штангой 5 возвратного хода между направляющими роликами 6, тяги 7 и шарниры 8 связи с поворотными рычагами 9, на концах которых имеются оси 10 поворота (реверса). Технологическая машина имеет рабочие органы 12 и/или секции 13 с рабочими органами, которые в свою очередь имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители 11 поворота сменных рабочих органов 12 для изменения положения и ширины захвата рабочих органов 12 и/или секций 13 с рабочими органами 12 и возможности выполнения ими различных технологических операций. Каждый рабочий орган 12 для вспашки имеет ось поворота отвала 14 или рабочие поверхности 15, 16 соответственно для правого и левого оборота пласта при реверсивном ходе относительно трактора 1. Рабочие органы 12 левого и правого борта могут перемещаться в противофазе. Взаимно противоположное движение рабочих органов 12 создает сопротивление, толкает раму и преобразует внешнее сопротивление во внутримашинную силу. К рычагам 17 поперечного хода, как к звеньям шарнирно-параллелограммного механизма рычагов 9, можно присоединять дополнительные рабочие органы поперечного хода для увеличения ширины захвата. В зависимости от производственной необходимости, например, для выполнения бульдозерных работ или подталкивания трактора 1 возможна установка лопаты 18 бульдозера, связанная с реверсивным приводом на оси 19 поворота (шарнире) с фиксатором 20, определяющей направление рабочего и холостого ходов относительно трактора, например, режима тяги, толкания и направления перемещения материала (грунта) или движения трактора. Длина хода лопаты 18 бульдозера определяется регулятором межосевого расстояния в виде планок 21 с отверстиями. Боковая сила штанги 5 передается роликами 6 раме агрегата.

Для скашивания трав может быть установлен сменный рабочий орган, имеющий нож 22 в виде спирали с заточкой (лезвием) на наружной нижней поверхности с приводом 23. При совмещении операций скашивания и сгребания за ножом 22 могут быть установлены граблины 24 и ограничители 25 для настройки на направление рабочего и холостого хода при перемещении к оси агрегата или от нее до образования валика или распределения удобрений и других материалов по поверхности.

Для выполнения технологических процессов с преобразованием сопротивления в движущую силу дисковые рабочие органы 26 установлены на оси 27 с образованием секции 13, которая установлена на вертикальной оси 10 самоповорота с ограничителями 11 так, чтобы сопротивление почвы переставляло (влекло) до упора в один из ограничителей 11, а затем, при поперечном перемещении, подталкивало агрегат вперед и разгружало ходовую часть.

Оси 10, 19 самоповорота рабочих органов 12 для вспашки, лущения, культивации и выравнивания смещены от центра сопротивления и имеют регулируемые ограничители 11. Рабочие органы 12 выполнены сменными в виде различных орудий для вспашки (плужные корпуса), лущения (секции дисковых рабочих органов), культивации (лапы), скашивания (ножи), сгребания (граблины), выравнивания (лопаты бульдозера, грейдера, планировщика), щелевания (щелереза), нарезки грядок (окучника), прикатывающего катка, кротователя, ботвоуборщика, распределителя удобрений, семян, воды, навозоразбрасывателя, бороны, подкормщика, уборщика корнеплодов, камней, трав, капусты, корчевателя стеблей (хлопчатника и других культур), опрыскивателя, поливальщика и т.п.

Ширина захвата агрегата (технологической машины) адаптивно ограничивается упором 28 (электроконтактами 29 или тягами механической связи) и пружиной 30 управления электромагнитом 31 или без него гидрораспределителем 32, гидроцилиндром 33 и регулятором 34 подачи рабочих органов 12 вперед в конце каждого рабочего хода и их удержания при движении трактора благодаря замедлительному клапану 35. Регулятором 34 подачи может быть и муфта сцепления.

Согласно другому варианту исполнения устройство имеет колеса 36 влекомого типа, каретку 37 и дорожку 38 с роликом-вибратором 39 рабочего органа 12 с тремя лезвиями 40 или влекомого типа. Лапа культиватора 41 (или корпус без отвала) или корпус 42 с поворотным отвалом и лезвиями-лемехами 43 с трех сторон имеют ось 11 поворота (реверса) и изменения положения. Поворотные влекомые секции 44 с ограничителями 45 поворота рабочих органов 12 влекомого типа имеют ограничители 46 поворота вокруг оси шарнира 47 влекомости. Аналогично секции 48, с ножами и граблинами, имеют ограничители 49 поворота вокруг оси 50.

Устройство работает следующим образом.

От вала отбора мощности 2 трактора 1 через цепную передачу 3, шарнир 4, штангу 5, тяги 7 и рычаги 9 передается движение и преобразуется в поперечное перемещение рабочих органов 12 и/или возвратно-поступательное перемещение лопаты 18 бульдозера. Шарнир 19 и фиксатор 20 в зависимости от настройки направления рабочего хода обеспечивают перемещение материала (почвы) от себя, к себе и подталкивание трактора. Длина хода рабочих органов, включая лопату 18, настраивается изменением межцентрового расстояния планкой 21 с отверстиями.

Рабочие органы 12 реверсивного хода и/или секции 13, 44 с закрепленными на них рабочими органами 12, 22, 24, 25, 26 при реверсивном перемещении относительно трактора 1 создают (встречают) сопротивление. Эти сопротивления рабочих органов правого и левого бортов противоположны и уравновешиваются, создавая неуравновешенную силу, направленную вперед (фиг. 1). Непрерывно или в конце каждого хода рабочие органы перемещаются вперед гидроцилиндром 33 и/или регулятором 34 в виде планки или муфты сцепления трактора путем замыкания и перемещаются в обратном направлении (реверсивно и со смещением). Поворот (влекомость) рабочих органов 12 и/или секций 13 с рабочими органами 12 достигается за счет смещения оси поворота от центра сопротивления.

Устройство выполняет работу, соответствующую установленным сменным рабочим органам 12 (вспашку, культивацию, щелевание и т.д.) при низкой скорости движения и очень большой ширине захвата. Датчики направления движения в виде поворотных (влекомых) колес трактора, поворотных рабочих органов 12 (влекомого типа) и копиров базовой линии иного типа дают сигнал усилительно-исполнительным элементом для устранения ошибки траектории. При отклонении от целевой траектории создаются силы, устраняющие отклонение. Отсутствие неуравновешенной боковой силы воспринимается как свидетельство нормальной работы относительно базовой линии. Соотношение боковых сил бортов регулируется изменением сопротивления рабочих органов.

Рабочие органы 12 для обработки почвы (плужные корпуса) при движении подрезают, крошат, поднимают и оборачивают почвы аналогичного общеизвестным плужным корпусам, но при реверсивном движении относительно движения трактора, в обе стороны за счет поворота отвала 14 относительно оси или за счет поочередной работы рабочих поверхностей 15 и 16 соответственно для правого и левого оборота пласта. Граблины 24 перемещают материал (например, скошенную траву), а при обработке почвы прочесывают ее в поперечном направлении и в конце каждого хода самоочищаются путем отхода назад, оставляя вычесанными из почвы сорняки и камни на краю прохода агрегата.

Функции рабочих органов совмещают для выполнения за один проход нескольких операций за счет установки соответствующих рабочих органов, например, используют движущую силу ведущих рабочих органов для тяги ведомых: корпуса плуга тянут рабочие органы для распределения семян и удобрений (подкормки).

Бульдозерная лопата 18 перемещается относительно трактора и перемещает грунт или другие материалы при ничтожно малом или нулевом движении трактора в любую сторону: вперед, назад, вправо и влево. При взаимно встречном перемещении двух лопат или упоре одной из них в грунт другая лопата перемещает материал без погружения ходовой части.

Последовательное соединение секций 13 рабочих органов 12 и привод от цепной передачи 3 или гидроцилиндра допускает увеличение ширины захвата при выполнении всех операций в земледелии.

Рабочих органов 12 следует устанавливать четное число (2, 4, 6 и т.д.) для обеспечения уравновешивания при перемещении их в противофазе. Секции 13 дисковых рабочих органов за счет наличия оси поворота и ограничителей как у секций 13, так и у дисковых рабочих органов 26, закрепленных на секции 13, обеспечивают выполнение как лущения, так и боронования при изменении положения дисковых рабочих органов 26 и/или секций 13 относительно оси самоповорота до упора в ограничители 11.

Перемещением режущего ножа 22 с граблинами 24 обеспечивается кошение трав и сгребание их. В зависимости от настройки фиксатором 25 направления рабочего хода возможно рабочее перемещение в обе стороны при жестком креплении зубьев граблин 24 и взаимно противоположном перемещении относительно трактора 1.

Длину хода рабочих органов 12 можно ограничивать по сигналу упора 28, при замыкании которого электромагнит 31 перемещает гидрозолотник распределителя 32 и включает обратный ход и гидроцилиндром 33 подает рабочие органы 12 вперед на ширину их захвата. После этого пружиной 30 переключается линия подачи жидкости через замедлительный клапан 35, медленно перемещая поршень назад и удерживая рабочие органы 12 подталкивает трактор вперед. Это обеспечивает шаговое перемещение рабочих органов 12 в период реверса в конце каждого поперечного хода и разгружает ходовую часть.

Технико-экономический эффект заключается в том, что большую мощность можно использовать для повышения ширины захвата и производительности при очень низкой металлоемкости и скорости движения, а также числа проходов по полю. Это снижает уплотнение почвы, потери энергии, ресурса, урожая, создает условия для повышения плодородия почвы. Разгрузка ходовой части снижает и исключает буксование. Снижение скорости движения, числа ошибок, приближение передаточных функций к передаточным числам облегчает роботизацию земледелия. Повышение проходимости и ширины захвата открывает новые пути решения проблем механизации и роботизации горного земледелия, защиты человека, техники и среды во всех зонах, включая влажную и горную, спасает экономику земледелия и престиж труда в земледелии.

Изобретение предназначено для производства сельскохозяйственных операций при выращивании растений и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении. Устройство содержит энергетическую, технологическую машины и средства управления, причем технологическая машина имеет механизм реверсивного перемещения рабочих органов. Рабочие органы и/или секции с закрепленными на них рабочими органами имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители поворота для изменения положения и ширины захвата рабочих органов и/или секций с рабочими органами и возможности выполнения различных технологических операций. Такое конструктивное выполнение позволяет повысить производительность агрегата и снизить металлоемкость. 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство для выполнения сельскохозяйственных работ, включающее энергетическую, технологическую машины и средства управления, причем технологическая машина имеет механизм реверсивного перемещения рабочих органов, отличающееся тем, что рабочие органы и/или секции с закрепленными на них рабочими органами имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители поворота для изменения положения и ширины захвата органов и/или секций с рабочими органами и возможности выполнения различных технологических операций. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие органы имеют ось поворота отвала или рабочие поверхности для первого и левого оборота пласта. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось самоповорота рабочих органов для вспашки, лущения, культивации и выравнивания смещена от центра сопротивления и имеет регулируемые ограничители. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопата бульдозера имеет ось поворота и связана с реверсивным приводом. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции дисковых рабочих органов имеют ось самоповорота и регулируемые ограничители изменения углового положения и функций.