КОПИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СРЕЗАЮЩЕГО АППАРАТА КАПУСТОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2007 года по МПК A01D45/26 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к копирующим устройствам срезающих аппаратов, и может быть использовано на капустоуборочных машинах.

Известно копирующее устройство срезающего аппарата капустоуборочной машины, содержащее шарнирно-рычажный механизм навески, копирующие щупы, гидрозолотники и силовые гидроцилиндры [1], в котором поддерживание постоянной высоты расположения срезающего аппарата над землей во время работы машины осуществляется посредством щупов, которые при отклонении срезающего аппарата от заданной высоты перемещают шток соответствующего гидрозолотника, пропуская масло в соответствующую полость гидроцилиндров, возвращая этим его на исходную высоту. Однако данное устройство, как и любая гидравлическая система, является инертным, срабатывает с запаздыванием, следовательно, не обеспечивает требуемую точность копирования рельефа почвы срезающим аппаратом.

Данный недостаток устранен в копирующем устройстве срезающего аппарата капустоуборочной машины, содержащем копирующие лыжи, механизм навески, подпружиненный относительно рамы машины с помощью Г-образного двуплечего звена и уравновешивающей пружины растяжения [2].

Данное устройство обладает быстродействием, обеспечивает копирование рельефа почвы срезающим аппаратом достаточно оперативно. Оно обеспечивает также изменение угла наклона срезающего аппарата к горизонту при перемещении его по вертикали согласно зависимости, определяемой геометрическими параметрами звеньев механизма навески. Однако для качественного выполнения рабочего процесса капустоуборочной машиной угол наклона срезающего аппарата к горизонту должен изменяться не в зависимости от геометрических параметров звеньев механизма навески, а в зависимости от рельефа почвы под носками лифтеров, чтобы они шли, не отрываясь от земли. В противном случае полеглые кочаны окажутся под лифтерами, не могут быть направлены в зону резания или лифтеры будут зарываться в землю.

Таким образом, данное устройство не удовлетворяет требованиям точности копирования рельефа почвы срезающим аппаратом в его передней части.

Кроме того, данное устройство не может обеспечивать постоянства силы давления под копирующими лыжами, так как из-за изменения положения срезающего аппарата относительно рамы машины в процессе копирования рельефа почвы уравновешивающая пружина, закрепленная одним концом на раме машины, другим концом на срезающем аппарате, растягивается на разную величину, поэтому на механизм навески будет действовать сила упругости пружины переменной величины, следовательно, на срезающий аппарат будет приложена по вертикали переменная уравновешивающая сила. В этой связи сила давления под копирующими лыжами окажется также переменной величиной, что не позволяет поддерживать зону резания срезающего аппарата на постоянной высоте над гребнем из-за переменной величины утопания лыж в почву.

Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи: достижение постоянства давления под копирующими лыжами срезающего аппарата и повышение точности копирования рельефа почвы его лифтерами во время работы капустоуборочной машины.

Решение данной задачи обеспечивает следующий технический результат: позволяет поддерживать постоянной высоту расположения зоны резания над поверхностью гребня и поддерживать носки лифтеров на уровне земли (не отрывая от земли и не зарывая в землю) во время работы капустоуборочной машины. Постоянство высоты расположения зоны резания над поверхностью гребня достигается, в свою очередь, за счет постоянства давления под копирующими лыжами, т.к. при этом величина утопания лыж в землю остается постоянной, следовательно, постоянным остается расстояние от поверхности гребня до зоны резания в срезающем аппарате независимо от положения его механизма навески. Точность копирования рельефа почвы лифтерами срезающего аппарата и поддерживание зоны резания на заданной постоянной высоте над гребнем, в свою очередь, позволяет выполнять процесс уборки капусты качественно (при этом все полеглые кочаны будут направляться в зону резания, лифтеры и ножи не будут зарываться в землю, кочаны будут срезаться на одном уровне).

Для решения обозначенной задачи в известном копирующем устройстве, содержащем механизм навески, уравновешивающая пружина, связанная одним концом со стойкой нижнего звена навески, кинематически соединена другим концом с помощью гибкого каната через отклоняющий блок с ободом диска, имеющего жесткую связь с нижним же звеном навески и общую ось поворота с ним в продольно-вертикальной плоскости относительно рамы машины, а верхнее звено навески выполнено упругим в виде одновинтового талрепа с подпружиненным штоком.

Причем радиус r обода диска, имеющего возможность поворачиваться вместе с нижним звеном навески вокруг общей оси, определяется зависимостью:

где

l₀ - длина недеформированной уравновешивающей пружины, м;

l - начальная длина верхней ветви каната, м;

ϕ - угол между стойкой нижнего звена навески и отрезком АВ, соединяющим его ось поворота с центром отклоняющего блока, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, рад;

Δϕ - приращение угла ϕ при перемещении срезающего аппарата из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее, рад;

l_AC - длина стойки АС нижнего звена навески, м;

l_AB - длина отрезка АВ, соединяющего ось поворота нижнего звена навески с центром отклоняющего блока, м;

l_ВС - длина отрезка ВС, соединяющего центр отклоняющего блока с точкой крепления уравновешивающей пружины на стойке нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м;

h - плечо силы упругости F_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м;

h' - плечо силы упругости F'_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем нижнем положении, м.

Подсоединение свободного конца уравновешивающей пружины с помощью каната через отклоняющий блок к ободу диска, имеющего жесткую связь и общую ось поворота с нижним звеном механизма навески и выполнение обода диска радиусом r, определяемым по приведенной выше зависимости, позволяет поддерживать уравновешивающий момент на нижнем звене навески постоянным, следовательно, постоянным силу давления под копирующими лыжами срезающего аппарата за счет соответствующего перемещения свободного конца уравновешивающей пружины относительно рамы машины.

Приведенная выше зависимость радиуса r обода диска от параметров механизма навески определена исходя из условия соблюдения равенства значений уравновешивающего момента, приложенного к стойке нижнего звена навески в крайнем верхнем и в крайнем нижнем положениях срезающего аппарата в ходе копирования рельефа почвы, то есть исходя из равенства:

где F_уп, F'_уп - силы упругости уравновешивающей пружины навески соответственно в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях срезающего аппарата, Н;

h - плечо силы упругости F_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м;

h' - плечо силы упругости F'_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем нижнем положении, м;

или в соответствии с фиг.2 (при пренебрежении размерами отклоняющего блока):

где l_ВС - длина отрезка ВС, соединяющего центр отклоняющего блока с точкой крепления уравновешивающей пружины на стойке нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м

l_BC' - длина отрезка ВС', соединяющего центр отклоняющего блока с точкой крепления уравновешивающей пружины на стойке нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем нижнем положении, м

l₀ - длина недеформированной уравновешивающей пружины, м;

l - длина верхней ветви каната в крайнем верхнем положении срезающего аппарата, м;

ϕ - угол между стойкой нижнего звена навески и отрезком АВ, соединяющим его ось поворота с центром отклоняющего блока, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, рад;

Δϕ - приращение угла ϕ при перемещении срезающего аппарата из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее, рад;

l_AC - длина стойки АС нижнего звена навески, м;

l_AB - длина отрезка АВ, соединяющего ось поворота нижнего звена навески с центром отклоняющего блока, м;

К - жесткость уравновешивающей пружины, Н/м.

Откуда

Выполнение верхнего звена навески упругим в виде одновинтового талрепа с подпружиненным штоком позволяет вести лифтеры срезающего аппарата, не отрывая от дна борозды за счет возможности изменения угла наклона его к горизонту в соответствии с рельефом почвы под лифтерами. Такое техническое решение позволяет повысить точность копирования.

На фиг.1 изображено копирующее устройство срезающего аппарата капустоуборочной машины, вид сбоку. На фиг.2 показана схема расположения звеньев механизма навески в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях срезающего аппарата к расчету радиуса r обода диска.

Копирующее устройство срезающего аппарата 1 капустоуборочной машины с лифтерами 2 содержит копирующие лыжи 3, верхнее звено навески 4, выполненное в виде одновинтового талрепа с подпружиненным штоком 5, нижнее звено 6, соединенное с помощью стойки 7 на нем с уравновешивающей пружиной 8, другой конец которой кинематически связан посредством гибкого каната 9 через отклоняющий блок 10 ободом диска 11. Диск 11 имеет жесткую связь с нижним звеном навески 6 и его стойкой 7, а также возможность поворачиваться вместе с ними вокруг общей оси 12 относительно рамы машины 13.

В конструкции предусмотрены регулировка натяжения уравновешивающей пружины 8 путем изменения длины гибкого каната 9 и ограничение вертикального перемещения срезающего аппарата 1 упором 14 относительно рамы машины 13.

Копирующее устройство срезающего аппарата капустоуборочной машины работает следующим образом.

При перемещении машины вдоль рядка капусты срезающий аппарат 1 скользит на копирующих лыжах 3, поддерживая постоянную высоту расположения зоны резания над уровнем гребня. При этом носки лифтеров 2 скользят по земле, копируя рельеф почвы по дну борозды между рядами. При наезде копирующих лыж на неровности или изменении высоты расположения рамы машины 13 над землей верхнее 4 и нижнее 6 звенья механизма навески поворачиваются на соответствующий угол в продольно-вертикальной плоскости относительно первоначальных положений. На такой же угол поворачивается диск 11. В результате этого канат 9 соответственно частично наматывается на обод диска 11 или частично разматывается с него, тем самым положение конца уравновешивающей пружины 8 меняется, поддерживая ее натяжение так, чтобы момент сил на стойке 7 нижнего звена навески 6 оставался постоянным при изменении положения срезающего аппарата 1 по вертикали относительно рамы машины 13.

Кроме того, длина верхнего звена 4 механизма навески изменяется в зависимости от рельефа почвы под лифтерами 2 за счет деформации пружины в нем.

Поддерживание зоны резания на постоянной высоте над гребнем и лифтеров 2 на уровне дна борозды является необходимым условием для качественного выравнивания и среза кочанов при машинной уборке.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1540708, кл. А01D 45/26, опубл. 07.02.90, Бюл. №5.

2. Авторское свидетельство СССР №1584801, кл. А01D 45/26, опубл. 15.08.90, Бюл. №30.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к капустоуборочным машинам. Устройство содержит копирующие лыжи, механизм навески с уравновешивающей пружиной. Уравновешивающая пружина связана одним концом со стойкой нижнего звена навески и кинематически соединена другим концом с помощью гибкого каната через отклоняющий блок ободом диска. Диск имеет жесткую связь с нижним же звеном навески и общую ось поворота с ним в продольно-вертикальной плоскости относительно рамы машины. Верхнее звено навески выполнено упругим в виде одновинтового талрепа с подпружиненным штоком. Повышается точность копирования рельефа почвы лифтерами, повышается качество уборки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Копирующее устройство срезающего аппарата капустоуборочной машины, содержащее копирующие лыжи, механизм навески с уравновешивающей пружиной, отличающееся тем, что уравновешивающая пружина, связанная одним концом со стойкой нижнего звена навески, кинематически соединена с другим концом с помощью гибкого каната через отклоняющий блок с ободом диска, имеющего жесткую связь с нижним же звеном навески и общую ось поворота с ним в продольно-вертикальной плоскости относительно рамы машины, а верхнее звено навески выполнено упругим в виде одновинтового талрепа с подпружиненным штоком.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус обода диска с возможностью его поворота вместе с нижним звеном навески вокруг общей оси, определяется зависимостью

где

l₀ - длина недеформированной уравновешивающей пружины, м;

l - начальная длина верхней ветви каната, м;

ϕ - угол между стойкой нижнего звена навески и отрезом АВ, соединяющим его ось поворота с центром отклоняющего блока, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, рад;

Δϕ - приращение угла ϕ при перемещении срезающего аппарата из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее, рад;

l_AC - длина стойки АС нижнего звена навески, м;

l_AB - длина отрезка АВ, соединяющего ось поворота нижнего звена навески с центром отклоняющего блока, м;

l_BC - длина отрезка ВС, соединяющего центр отклоняющего блока с точкой крепления уравновешивающей пружины на стойке нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м;

h - плечо силы упругости F_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем верхнем положении, м;

h' - плечо силы упругости F'_уп уравновешивающей пружины относительно оси поворота нижнего звена навески, когда срезающий аппарат находится в крайнем нижнем положении, м.