ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 2006 года по МПК A01B61/04 

Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам защиты почвообрабатывающих орудий от перегрузок, используемых для обработки почвы на вырубках, засоренных камнями и пнями.

Известен предохранительный механизм автоматического действия для рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащий поворотные в вертикальной плоскости грядили рабочих органов, гидроцилиндр, соединенный с упругим аккумулятором, два двухзвенных механизма с тупым и острым углами при вершинах, причем шток гидроцилиндра соединен шарнирно с вершиной острого угла двухзвенника (авт. св. СССР №923394, А 01 В 61/04, 30.04.82, Бюл. №16).

Этот предохранительный механизм имеет увеличенные габаритные размеры из-за использования в его конструкции дополнительного двухзвенного механизма, а также металлоемкого и недостаточно надежного и эффективного в работе отдельно устанавливаемого на почвообрабатывающем орудии пружинно-гидравлического аккумулятора.

Известно предохранительное устройство корпуса плуга, содержащее двухплечий грядиль, двухзвенный механизм и гидроцилиндр, соединенный посредством гибкого трубопровода с автономным упругим аккумулятором, причем один свободный конец двухзвенного механизма шарнирно закреплен на раме плуга, а другой выполнен заодно со стойкой рабочего органа, кроме этого одно из плеч грядиля шарнирно соединено со штоком гидроцилиндра, корпус которого закреплен на раме, а другое плечо шарнирно соединено со стойкой корпуса плуга (US, патент №3599728, кл. 172-265, 1971).

Недостатками этого предохранительного устройства являются сложность его компонования на почвообрабатывающем орудии вследствие крепления рабочего органа к звену двухзвенного механизма, обладающего двумя степенями свободы перемещения, а также недостаточная надежность в работе из-за использования стандартного пневмогидравлического аккумулятора.

Известно предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, содержащее телескопический гидроцилиндр, шарнирно установленный между рамой и грядилем и с помещенными в него упругими элементами в виде заполненных газом герметичных капсул из эластичного материала (RU, патент №2106773, А 01 В 61/04, 27.06.96, Бюл. №8).

Такое предохранительное устройство имеет повышенные габаритные размеры вследствие совмещения упругого аккумулятора и гидроцилиндра, а также недостаточно надежно из-за естественных утечек рабочей жидкости через подвижное уплотнение гидроцилиндра.

В качестве прототипа выбран предохранительный механизм автоматического действия для рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащий двухзвенный рычажный механизм, звенья которого при вершине образуют тупой угол, а свободные концы шарнирно соединены с рамой и грядилем рабочих органов, причем вершина двухзвенника посредством гидроцилиндра соединена с упругим аккумулятором (авт. св. СССР №409663, А 01 В 61/04, 05.01.1974, Бюл. №1).

Это устройство сложно по конструкции и имеет повышенную металлоемкость вследствие использования отдельно устанавливаемого на почвообрабатывающем орудии традиционного громоздкого упругого аккумулятора.

Изобретение решает задачу упрощения конструкции, снижения металлоемкости и повышения надежности предохранительного устройства.

Это достигается тем, что в предохранительном устройстве почвообрабатывающего орудия, включающем поворотные в вертикальной плоскости грядили рабочих органов, гидроцилиндры, соединенные гибкими рукавами с упругим аккумулятором, двухзвенные рычажные механизмы, шарнирно соединенные с рамой и грядилем, согласно изобретению, аккумулятор выполнен в герметичной полости рамы, заправленной под давлением рабочей жидкостью, и в которую помещен упругий элемент в виде заполненной под давлением газом эластичной герметичной трубы. Герметичная труба выполнена в виде спирали из эластичного материала или в виде заполненного под давлением газом сильфона, при этом во впадины с внешней стороны сильфона установлены кольца.

Использование в предлагаемом предохранительном устройстве пневмогидравлического аккумулятора с упругим элементом в виде широкоиспользуемой и доступной в машиностроении трубы, например из эластичного материала или сильфона, существенно упрощает и удешевляет конструкцию, а отсутствие уплотнений подвижных соединений в аккумуляторе повышает надежность предохранительного устройства в работе. Кроме этого, размещение аккумулятора в герметичной полости рамного бруса позволяет уменьшить металлоемкость и габаритные размеры предохранительного устройства и почвообрабатывающего орудия в целом за счет совмещения функций пустотелого рамного бруса как в качестве несущего элемента конструкции почвообрабатывающего орудия, так и в качестве корпуса аккумулятора.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 и фиг.3 - разрез А-А.

Предохранительное устройство состоит из рамного бруса 1, на котором закреплены секции рабочих органов, состоящие из кронштейнов 2 с шарнирно установлеными на них грядилями 3 и рабочими органами 4. К свободным концам грядилей 3 и кронштейнов 2 шарнирно подсоеденены свободные концы звеньев 5 и 6 двухзвенных механизмов. Между вершинами тупого угла двухзвенников и кронштейнами шарнирно установлены гидроцилиндры 7, штоковые полости которых соединены гибкими трубопроводами 8 с пустотелой герметичной полостью рамного бруса 1. Рамный брус 1 снабжен съемной крышкой 9 с ниппелем 10, к которому присоединен упругий элемент 11, помещенный в полость рамного бруса 1. Упругий элемент 11 аккумулятора выполнен в виде трубы из эластичного материала, заполненной под давлением газом. Для ограничения поворота грядилей 3 после срабатывания предохранительного устройства предусмотрены ограничители 12, установленные на кронштейнах 2. Упругий элемент 11 может быть также выполнен в виде сильфона 13 с усилительными кольцами 14 во впадинах на его внешней поверхности.

Предохранительное устройство работает следующим образом. При движении рабочего органа 4 в почве на заданной глубине обработки грядиль 3 рабочего органа прижат к ограничителю 12 посредством звеньев 5 и 6 двухзвенного механизма, к вершине тупого угла которого приложено усилие от штока гидроцилиндра 7. Давление рабочей жидкости в гидроцилиндр 7 передается от упругого аккумулятора 11 или 13, выполненного в полости рамного бруса 1 с помощью гибкого трубопровода 8. Величина этого давления обеспечивается за счет предварительно созданного через ниппель 10 от внешнего источника давления сжатого газа в упругом элементе аккумулятора. При этом давление в аккумуляторе устанавливается исходя из условия предотвращения ложных срабатываний предохранительного устройства от реакции почвы, но в то же время обеспечивающее устойчивый ход рабочего органа в почве, насыщенной мелкими препятствиями в виде перерезаемых корней, сучьев, дернины и т.п.

При наезде рабочего органа на крупное препятствие, например пень, грядиль 3 с рабочим органом 4 поворачивается вверх, а звенья 5 и 6 выдвигают шток гидроцилиндра 7. Вытесненная из гидроцилиндра рабочая жидкость поступает в аккумулятор - полость рамного бруса 1, сжимает находящийся в нем упругий элемент и повышает в аккумуляторе давление.

После преодоления препятствия под действием возросшего давления в аккумуляторе рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 7 и посредством тех же звеньев механизма рабочий орган возвращается в исходное состояние до упора грядиля 3 в ограничитель 12.

Устройство включает поворотные в вертикальной плоскости грядили рабочих органов, гидроцилиндры, соединенные гибкими рукавами с упругим аккумулятором, двухзвенные рычажные механизмы, шарнирно соединенные с рамой и грядилем. Аккумулятор выполнен в герметичной полости рамы, заправленной под давлением рабочей жидкостью и в которую помещен упругий элемент в виде заполненной под давлением газом эластичной герметичной трубы. Упрощается конструкция орудия, снижается металлоемкость и повышается надежность аккумулятора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, включающее поворотные в вертикальной плоскости грядили рабочих органов, гидроцилиндры, соединенные гибкими рукавами с упругим аккумулятором, двухзвенные рычажные механизмы, шарнирно соединенные с рамой и грядилем, отличающееся тем, что аккумулятор выполнен в герметичной полости рамы, заправленной под давлением рабочей жидкостью, в которую помещен упругий элемент в виде заполненной под давлением газом эластичной герметичной трубы.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичная труба выполнена в виде спирали из эластичного материала.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичная труба выполнена в виде заполненного под давлением газом сильфона.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что во впадины с внешней стороны сильфона установлены кольца.