ВЕДУЩЕЕ КОЛЕСО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН И ОРУДИЙ Российский патент 2004 года по МПК B60B15/18 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для изготовления сельскохозяйственных машин и орудий, в частности их ведущих колес.

Существующие колеса с пневматическими шинами, применяющиеся в качестве ведущих (создающих тягу) колес в составе сельскохозяйственных машин и орудий, при передвижении по полю разрушают структурность почвы, имеют неэффективные тягово-сцепные показатели, имеют высокую стоимость, малый ресурс работы и не могут работать при неблагоприятных погодных условиях: дождь, переувлажнение поверхности почвы, засуха и т.д. (см. описание к патенту №2189909, В 60 В 25/00 от 27.09.2002 г., ОАО "ЦНИИМЭ").

Известно ведущее колесо мотоблока, выбранная заявителем в качестве прототипа, содержащее диск жесткой конструкции, по периферии которого равномерно распределены и жестко с ним связаны опорные элементы (грунтозацепы), снабженные ребром жесткости и выполненные вогнутыми со стороны их рабочей поверхности с образованием пирамиды, вершина которой направлена в сторону периферии колеса (см. описание к патенту №2103182, В 60 В 15/06, от 27.01.1998 г., ОАО "Пермские моторы").

Недостатком известного ведущего колеса является то, что при его использовании невозможно создать большую тягу без пробуксовки. Для создания большой тяги колесо углубляется до твердого слоя, но при этом разрушает структуру почвы: распыляет рыхлую и сухую и уплотняет влажную.

Технической задачей изобретения является разработка конструкции ведущего колеса, обеспечивающего высокие тягово-сцепные показатели при сохранении структуры почвы.

Поставленная задача решается таким образом, что в известном ведущем колесе сельскохозяйственных машин и орудий, содержащем диск жесткой конструкции, по периферии которого равномерно распределены и жестко с ним связаны грунтозацепы, согласно изобретению, грунтозацепы выполнены в виде плоских пластин, расположенных перпендикулярно на торцевых поверхностях в радиальном направлении, при этом внешняя сторона грунтозацепов ограничена цилиндрической поверхностью диска колеса.

Внешняя сторона грунтозацепов заострена, а углы закруглены.

Грунтозацепы могут быть расположены под острым углом к радиусу диска.

Кроме того, грунтозацепы, на одной торцевой поверхности относительно грунтозацепов на другой торцевой поверхности диска, могут быть расположены симметрично друг другу или в шахматном порядке. При этом длина грунтозацепов определена из соотношения

где L - длина опорного элемента, R - радиус диска, а шаг между грунтозацепами по периметру колеса на каждой торцевой поверхности определен из соотношения

где S - шаг, В - ширина грунтозацепа.

Предлагаемая конструкция ведущего колеса значительно уменьшает площадь опорной поверхности колеса, что способствует более свободному и более глубокому проникновению грунтозацепов в почву.

Вследствие того, что колесо беспрепятственно проникает сквозь мягкий слой почвы, оно перекатывается по твердому слою, что обеспечивает высокие тяговосцепные показатели и сохранность структурности почвы.

Кроме того, улучшается самоочищение грунтозацепов от грунта, т.к. последние имеют плоскую поверхность и расположены в радиальном направлении. Конструкция колеса простая, технологичная, быстро монтируемая, устойчивая, применима для любых сельскохозяйственных машин и орудий.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и техническом уровне заявляемого технического решения.

Ведущее колесо, как механизм для создания тягового усилия сельскохозяйственных машин и орудий, применяется в агропроизводстве при обработке почвы, пара, посеве полевых культур, междурядной обработке культурных растений. Возможно применение в качестве движителя транспортных средств при передвижении в условиях бездорожья (снег, грязь, лед).

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием), необходимыми для изготовления предлагаемых ведущих колес.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид диска колеса;

на фиг.2 - вид по "А" на фиг.1, с симметричным расположением грунтозацепов на торцевых поверхностях;

на фиг.3 - вид по "А" на фиг.1, с расположением грунтозацепов на торцевых поверхностях в шахматном порядке;

на фиг.4 - вид по С-С на фиг.1;

Ведущее колесо для сельскохозяйственных машин и орудий содержит диск 1 жесткой конструкции, по периферии которого равномерно распределены и жестко с ним связаны, например, посредством сварки, грунтозацепы 2. Грунтозацепы 2 выполнены в виде плоских пластин, расположенных перпендикулярно на торцевых поверхностях 3 и 4 диска 1 в радиальном направлении, при этом внешняя сторона 5 грунтозацепов 2 ограничена цилиндрической поверхностью 6 диска 1 колеса.

Внешняя сторона 5 грунтозацепов 2 заострена. Углы 7 и 8 грунтозацепов 2 закруглены. Грунтозацепы 2 могут быть расположены под острым углом к радиусу диска 1 (при сохранении радиального направления). Грунтозацепы 2 на одной торцевой поверхности 3 расположены относительно грунтозацепов на другой торцевой поверхности 4 симметрично друг друга (фиг.2) или в шахматном порядке (фиг.3).

При этом длина грунтозацепов 2 определена из соотношения

где L - длина грунтозацепа;

R - радиус диска.

Шаг между грунтозацепами 2 по периметру диска 1 на каждой торцевой поверхности 3 и 4 определен из соотношения

где S - шаг; В - ширина грунтозацепа 2.

Наружная цилиндрическая поверхность 6 диска 1 имеет ничтожно малую опорную площадь и на работу устройства (тягово-сцепные показатели) не влияет. Тягу полезную обеспечивают грунтозацепы 2. Размеры грунтозацепов 2 зависят от плотности почвы, обрабатываемой полевым агрегатом. На более плотных почвах размер грунтозацепов 2 меньше. Размеры грунтозацепов 2 зависят и от радиуса диска 1, а величина радиуса диска 1 зависит от параметров сельскохозяйственных машин и орудий.

При размере диска диаметром 1540 мм, при толщине диска 10 мм, длина грунтозацепов составит 50 мм, ширина 50 мм, шаг 240 мм.

Ведущее колесо сельскохозяйственных машин и орудий работает следующим образом. При движении колеса по пашне (пропаханная почва) грунтозацепы 2, равномерно расположенные по периферии диска 1, поочередно углубляются в почву. Процесс углубления в почву грунтозацепов 2 облегчается за счет того, что грунтозацепы выполнены в виде плоских пластин, внешняя сторона их заострена и толщина диска 1 колеса незначительна (10 мм при диаметре 1540 мм). Процесс углубления в почву опорных элементов может облегчиться и за счет расположения грунтозацепов 2 под острым углом к радиусу диска 1 (при сохранении радиального направления), т.к. в этом случае расположение грунтозацепов совпадает с направлением движения их в почву. Грунтозацепы 2 без сопротивления углубляются до твердого слоя без нарушения пахотного слоя почвы. Колесо самоочищается от налипания почвы на грунтозацепы 2, т.к. при повторном углублении грунтозацепов 2 за счет сил тяги колеса и реакции почвы под колесами почва скалывается. Самоочищение грунтозацепов 2 обеспечивает увеличению тяговых характеристик агрегата без увеличения его веса.

Заявителями разработано и изготовлено предлагаемое ведущее колесо, которое прошло испытание и показало высокую проходимость и высокие тяговые показатели.

Колесо содержит диск жесткой конструкции, по периферии которого равномерно распределены и жестко с ним связаны грунтозацепы. Грунтозацепы выполнены в виде плоских пластин, расположенных перпендикулярно на торцевых поверхностях диска в радиальном направлении, при этом внешняя сторона грунтозацепов ограничена цилиндрической поверхностью диска колеса. В результате сохраняется структура почвы при обеспечении большой тяги. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ведущее колесо сельскохозяйственных машин и орудий, содержащее диск жесткой конструкции, по периферии которого равномерно распределены и жестко с ним связаны грунтозацепы, отличающееся тем, что грунтозацепы выполнены в виде плоских пластин, расположенных перпендикулярно на торцевых поверхностях диска в радиальном направлении, при этом внешняя сторона грунтозацепов ограничена цилиндрической поверхностью диска колеса.2. Ведущее колесо по п.1, отличающееся тем, что внешняя сторона грунтозацепов заострена.3. Ведущее колесо по п.2, отличающееся тем, что углы грунтозацепов закруглены.4. Ведущее колесо по п.3, отличающееся тем, что грунтозацепы расположены под острым углом к радиусу диска.5. Ведущее колесо по п.4, отличающееся тем, что грунтозацепы на одной торцевой поверхности относительно грунтозацепов на другой торцевой поверхности диска расположены симметрично друг другу.6. Ведущее колесо по п.4, отличающееся тем, что грунтозацепы на одной торцевой поверхности расположены относительно грунтозацепов на другой торцевой поверхности в шахматном порядке.7. Ведущее колесо по п.1, отличающееся тем, что шаг между грунтозацепами по периметру диска на каждой торцевой поверхности его определен из соотношения

где S - шаг;

В - ширина грунтозацепа.