КАТОК ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ Российский патент 2004 года по МПК A01B29/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям для уплотнения почвы и выравнивания ее поверхности.

Известен почвообрабатывающий каток (а.с. №1544201, А 01 В 29/04, опубл. 23.02.90, бюл. №7), имеющий в основе гладкий пустотелый цилиндрический барабан с горизонтальной осью вращения, который служит для повышения качества уплотнения путем обеспечения равномерного давления на почву. Существенными недостатками такого катка являются налипание почвы на его рабочую поверхность, истирание почвы с образованием эрозионно-опасных частиц почвы, некачественное уплотнение с образованием на уплотняемой поверхности почвы трещин (Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М., Машиностроение, 1977, с.41-42). Образование трещин, обусловленное проскальзыванием рабочей поверхности катка относительно почвы при их взаимодействии, является отрицательным явлением при обработке почвы для посева. Ширина трещин и глубина их проникновения зависит от параметров и режимов работы катка, условий его функционирования (типа и состояния почвы). Указанный каток работает в одном кинематическом режиме (отношение окружной скорости барабана катка к скорости его поступательного перемещения), что снижает качество уплотнения и выравнивания поверхности на различных почвах, когда изменяются условия скольжения рабочей поверхности катка по почве.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению в группе изобретений того же назначения по совокупности сходных признаков является почвообрабатывающий каток (а.с. 1741627, А 01 В 29/04, опубл. 23.06.92, бюл. 23), который имеет внутренний цилиндрический барабан с гладкой рабочей поверхностью и наружный прутковый барабан. Недостатками катка является то, что он работает в одном кинематическом режиме, при этом происходит проскальзывание нижней части его гладкой поверхности относительно почвы, в результате чего снижается качество уплотнения и выравнивания поверхностного слоя на различных почвах, когда изменяется величина скольжения рабочей поверхности катка по почве, а гладкая цилиндрическая поверхность катка не обеспечивает равномерного по глубине почвенного горизонта уплотнения.

Целью изобретения является обеспечение качественного, без трещинообразования на различных почвах, и равномерного по глубине почвенного горизонта уплотнения с одновременным выравниванием поверхностного слоя почвы, исключение налипания почвы на рабочую поверхность катка.

Это достигается тем, что внутренний цилиндрический барабан катка почвообрабатывающего имеет привод от гидромотора с возможностью изменения кинематического режима работы катка, что позволяет изменять траекторию движения поверхности трубчатых элементов и тем самым исключать проскальзывание и образование трещин при взаимодействии катка с почвой.

Наружный барабан имеет цилиндрические трубчатые элементы (ЦТЭ) и установлен с зазором относительно внутреннего барабана. ЦТЭ свободно вращаются на своих осях, параллельных горизонтальной оси, и размещены с равномерным шагом по образующей окружности наружного барабана с зазором между их боковыми поверхностями. ЦТЭ равномерно по глубине почвенного горизонта уплотняют поверхностный слой и, вращаясь свободно на своих осях по траектории, заданной кинематическим режимом работы, предотвращают налипание почвы на рабочую поверхность катка. Наружная поверхность внутреннего барабана может быть выполнена из материала с повышенным коэффициентом трения, например обрезинена. ЦТЭ могут иметь наружную поверхность из упругого материала, например обрезинены. На наружной поверхности ЦТЭ могут быть установлены полукруглые кольцеобразные выступы.

На фиг.1 изображен каток почвообрабатывающий, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - цилиндрический трубчатый элемент, на фиг.4 - трубчатый элемент с кольцеобразными выступами.

Каток почвообрабатывающий содержит раму 1 с прицепным устройством 2. На раме в подшипниках установлена горизонтальная ось 3, на которой жестко закреплен внутренний пустотелый цилиндрический барабан 4, который охватывает наружный барабан 5. Внутренний пустотелый барабан с гладкой наружной поверхностью имеет привод от гидромотора 6, связанного с гидросистемой трактора, а его внутренняя полость используется для изменения удельной нагрузки катка на почву при заполнении водой через отверстие, закрываемое пробкой 7. Основу наружного барабана составляют два диска 8, соединенных жестко с помощью стержней 9, расположенных параллельно горизонтальной оси, которые служат осями для цилиндрических трубчатых элементов 10 (ЦТЭ), имеющих гладкую наружную поверхность, выполненную из упругого материала. ЦТЭ имеют свободное вращение на осях и установлены равномерно по окружности, соединяющей их центры, с зазором в пределах 25...35 мм между их боковыми поверхностями, что устраняет чрезмерное крошение почвенных комков и их истирание до эрозионно-опасных частиц. Привод внутреннего цилиндрического барабана обеспечивает изменение кинематического режима для различных почв и соответственно траектории движения поверхности ЦТЭ для исключения проскальзывания и образования трещин при взаимодействии катка с почвой.

Для получения необходимой траектории движения поверхности ЦТЭ необходимо соблюдать соотношение

R:r=2(m+1),

где R - радиус направляющей окружности, по которой движутся ЦТЭ;

r - радиус ЦТЭ;

m - целое число, принимаемое равным в пределах от 4 до 6 включительно и равное количеству конгруэнтных ветвей эпициклоиды, которая является траекторией движения поверхности ЦТЭ.

Диаметр внутреннего барабана для обеспечения очистки ЦТЭ от налипания почвы на их рабочую поверхность принимают равным D=R-r, т.е. внутренний барабан устанавливают с зазором относительно наружного барабана. Установка внутреннего барабана относительно наружного барабана обеспечивается за счет установки оси наружного барабана на горизонтальной оси внутреннего барабана свободно.

Каток почвообрабатывающий работает следущим образом.

Перед началом работы, в зависимости от типа и исходного состояния почвы производят корректировку скорости вращения барабана 4 и настраивают кинематический режим работы катка посредством гидромотора 6. При движении катка за счет перемещения трактора с одновременным вращением внутреннего барабана от гидромотора барабан в передней и нижней частях своей рабочей поверхностью прижимается к цилиндрическим трубчатым элементам 10 и за счет трения происходит принудительное их вращение. В результате изменяют траекторию перемещения частиц почвы при их взаимодействии с ЦТЭ, исключают проскальзывание их рабочей поверхности и процесс трещинообразования. При взаимодействии с почвой ЦТЭ, перекатываясь по почве, воздействуют на комки почвы, разрушают их, равномерно по глубине почвенного горизонта уплотняют почву и выравнивают поверхностный слой почвы. За счет установки цилиндрических трубчатых элементов с зазором между их боковыми поверхностями исключается процесс истирания почвы с образованием эрозионно-опасных частиц, происходит самоочищение от налипшей почвы и растительных остатков за счет их вращения с различной скоростью при их взаимодействии с почвой.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям для уплотнения почвы и выравнивания ее поверхности. Каток содержит установленные на раме наружный барабан и внутренний барабан с гладкой наружной поверхностью. Барабаны имеют горизонтальную ось вращения. Внутренний барабан имеет привод от гидромотора с возможностью изменения кинематического режима работы катка. Наружный барабан установлен с зазором относительно внутреннего барабана и имеет цилиндрические трубчатые элементы. Трубчатые элементы свободно вращаются и размещены с равномерным шагом по образующей окружности наружного барабана, с зазором между их боковыми поверхностями. Такое конструктивное выполнение позволит обеспечить качественное уплотнение без трещинообразования на различных почвах и равномерное по глубине почвенного горизонта с одновременным выравниванием поверхностного слоя почвы, а также исключить налипание почвы на рабочую поверхность катка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Каток почвообрабатывающий, содержащий установленные на раме наружный барабан и внутренний барабан с гладкой наружной поверхностью, имеющие горизонтальную ось вращения, отличающийся тем, что внутренний барабан имеет привод от гидромотора с возможностью изменения кинематического режима работы катка, а наружный барабан имеет цилиндрические трубчатые элементы, которые свободно вращаются на осях, параллельных горизонтальной оси, размещены с равномерным шагом по образующей окружности с зазором между их боковыми поверхностями, а для обеспечения необходимой траектории движения цилиндрических трубчатых элементов наружный барабан установлен с зазором относительно внутреннего барабана, причем радиус направляющей окружности R и радиус r трубчатых элементов связаны между собой соотношением

R:r=2(m+1),

где R - радиус направляющей окружности, по которой движутся цилиндрические трубчатые элементы;

r - радиус цилиндрического трубчатого элемента;

m - целое число, принимаемое равным в пределах от 4 до 6 включительно и равное количеству конгруэнтных ветвей эпициклоиды, которая является траекторией движения поверхности цилиндрического трубчатого элемента.