АГРЕГАТ ДЛЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2010 года по МПК A01B39/00 A01B39/14 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим машинам.

Известно устройство стабилизации прямолинейного движения агрегата, состоящее из связанной с трактором и почвообрабатывающей машиной жесткой рамы, установленной на двух дисках, идущих по следу задних колес трактора [1].

Известное устройство снижает тягово-сцепные способности трактора, так как заглубляющие за задними колесами трактора диски увеличивают тяговое сопротивление на сцепном механизме рамы с трактором.

Известен агрегат для окучивания пропашных культур, включающий колесный трактор и присоединенный к последнему культиватор-окучник. Окучник имеет сцепное устройство, раму с колесами и прикрепленные к раме секции с колесами и рабочими органами, причем трактор имеет синхронный привод на вал отбора мощности. На раме известного устройства выполнен передаточный механизм, передающий крутящий момент от вала отбора мощности на колеса секции [2].

В известном устройстве колеса с диском и лопастями не способны существенно противодействовать самопроизвольному отклонению агрегата от прямолинейного движения при работе на сложных рельефах, поскольку диск следует по разрыхленной лопастями почве.

Задачей изобретения является повышение устойчивости прямолинейного движения агрегата.

Задача решается следующей совокупностью признаков предлагаемого устройства.

Предлагаемый агрегат для междурядной обработки пропашных культур, как и известный, включает колесный трактор, имеющий синхронный привод на вал отбора мощности и присоединенный к трактору сцепным устройством культиватор, имеющий раму, на которой выполнен передаточный механизм, передающий крутящий момент от вала отбора мощности, и прикрепленные к раме секции с рабочими органами. В отличие от известного в предлагаемом агрегате впереди каждого рабочего органа расположен диск, выполненный с зубчатым ободом, жестко закрепленный на горизонтальном валу, опирающимся на подшипники опорного кронштейна, закрепленного на раме. При этом передаточный механизм выполнен передающим крутящий момент на вал диска и обеспечивающим зависимость:

где ω_д - угловая скорость вала диска;

r_д - радиус диска;

ω_к - угловая скорость ведущего колеса трактора;

r_к - радиус ведущего колеса трактора,

причем по бокам диска на валу свободно установлены катки, диаметр которых в 1,8…2,1 раза меньше диаметра диска.

Технический результат изобретения - исключение разности сопротивлений почвы на плечах рамы агрегата.

Повышение устойчивости прямолинейного движения имеет причинно-следственную связь с совокупностью признаков изобретения:

Разница сопротивлений почвы на секциях левого плеча рамы относительно секций правого ее плеча компенсируется разницей движущих сил, развиваемых дисками при постоянном заглублении их в монолитную почву, причем в ту же, по которой идут сзади диска рабочие органы. То есть, если, например, на правом плече рамы сопротивление почвы оказывается, вследствие особенности ее физических свойств, меньше сопротивления почвы на левом плече рамы, то, вследствие той же физической разницы почвы, движущая сила на дисках упомянутого правого плеча будет меньше движущий силы дисков левого плеча рамы, что и проявляется в виде упомянутой компенсации, что исключает возникновение поворачивающего момента на агрегате, в том числе и при разных свойствах почвы, оказавшихся на левом и правом плечах рамы. При этом возникновение достаточной движущей силы дисков обеспечивается их активным заглублением в почву, которая обусловливается превышением линейной скорости зубчатых ободов дисков относительно линейной скорости ободов ведущих колес трактора, что исходит из приведенной зависимости их угловых скоростей и радиусов. А достаточная, в среднем, величина заглубления дисков обусловливается наличием катков, диаметром меньшим диаметра дисков в 1,8…2,1 раза. При таких параметрах катков боковые стороны заглубленных в почву участков дисков тоже служат обеспечению прямолинейности движения агрегата.

Таким образом, совокупность признаков изобретения решает поставленную задачу изобретения.

На фиг.1 представлен агрегат, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку.

Агрегат устроен следующим образом. К колесному трактору 1, имеющему синхронный привод на вал отбора мощности 2, присоединен сцепным устройством 3 культиватор, имеющий кроме сцепного устройства раму 4, прикрепленные к раме секции 5 с колесами 6 и рабочими органами 7, диски 8 с зубчатым ободом, установленные впереди каждой секции 5, и передаточный механизм, передающий крутящий момент от вала отбора мощности 2 на вал 17 диска 8. При этом передаточное отношение передаточного механизма выполнено обеспечивающим зависимость:

где ω_д - угловая скорость вала диска;

r_д - радиус диска;

ω_к - угловая скорость ведущего колеса трактора;

r_к - радиус ведущего колеса трактора.

Секция 5 представляет собой четырехзвенный параллелограммный механизм, состоящий из переднего 9 и заднего 10 кронштейнов, нижнего звена 11 в виде рамки и верхнего регулируемого звена 12, образуемого стяжками и стяжной гайкой. Передний кронштейн закрепляется на раме 4 культиватора хомутами 13, а к заднему жестко присоединены планки грядиля 14 и колесо 6. На грядиль 14 секции 5 посредством держателей 15 устанавливаются рабочие органы 7. Рама 4 выполнена в виде поперечного бруса квадратного сечения, на которой закреплены секции 5 и опорные кронштейны 16 с дисками 8. Диск 8 выполнен на валу 17. По бокам диска 8 на валу 17 установлены катки 18. Вал 17 опирается на подшипники опорного кронштейна 16, закрепленного на раме 4.

Передаточный механизм выполнен следующим образом. На валу 17 диска 8 жестко закреплена ведомая звездочка 19, которая через цепные передачи 20, 21, промежуточную звездочку 22 приводится в действие от ведущей звездочки 23, расположенной на выходном вале редуктора 24, установленном на раме 4, причем направление вращения диска совпадает с направлением вращения ведущих колес трактора 1. Входной вал редуктора 24 соединен с валом отбора мощности 2 с помощью карданной передачи 25.

Агрегат работает следующим образом. При движении агрегата с включенным синхронным приводом на вал отбора мощности 2 трактора 1 крутящий момент передается через карданную передачу 25, редуктор 24, цепные передачи 20, 21 и звездочки 23, 22, 19 на валы 17 дисков 8, обеспечивая упомянутую зависимость:

Так как направление вращения диска 8 совпадает с направлением вращения ведущих колес трактора 1, диск 8, погруженный в монолитный слой почвы впереди рабочих органов 7, создает движущую силу Р_дв.

При работе агрегата в неоднородной почве возникает разное сопротивление R почвы на секциях 5.

Разница сопротивлений R почвы на секциях 5 левого плеча относительно правого ее плеча компенсируется разницей движущих сил Р_дв, развиваемых дисками 8, постоянно заглубляющимися в ту же почву, по которой идут сзади них рабочие органы 7. Благодаря этому исключается возникновение поворачивающего момента М на агрегате при разных свойствах почвы, оказавшихся на левом и правом плечах рамы 4. При этом активность упомянутого заглубления обусловливается превышением линейной скорости зубчатых ободов дисков 8 относительно линейной скорости ободов ведущих колес трактора 1, что исходит из приведенной зависимости их угловых скоростей и радиусов. А необходимую, в среднем, величину заглубления дисков 8 обеспечивают катки 18, диаметром меньшим диаметра дисков в 1,8…2,1 раза.

Причем и боковые стороны заглубленных в почву участков дисков 8 противодействуют отклонению агрегата от прямолинейного движения на сложных рельефах.

Противодействие дисков возникновению на агрегате поворачивающего момента М, как за счет возникновению на дисках движущих сил, так и за счет контактирования с монолитной почвой их заглубленных боковых сторон, обеспечивает устойчивость прямолинейного движения агрегата и высокое качество обработки пропашных культур на более высоких скоростях.

Литература

1. Патент US 4655295, А01В 59/041; А01В 49/02; А01В 69/00, 1987.

2. Патент RU 2257701, А01В 39/14; А01В 49/02, 2005 (прототип).

Агрегат включает колесный трактор, имеющий синхронный привод на вал отбора мощности. К трактору сцепным устройством присоединен культиватор. Культиватор имеет раму, к которой прикреплены секции с рабочими органами. Впереди каждого рабочего органа расположен диск, выполненный с зубчатым ободом. Диск жестко закреплен на горизонтальном валу, опирающемся на подшипники опорного кронштейна. Кронштейн закреплен на раме. На раме смонтирован передаточный механизм, передающий крутящий момент от вала отбора мощности на вал диска и обеспечивающий зависимость: , где ω_д - угловая скорость вала диска; r_д - радиус диска; ω_к - угловая скорость ведущего колеса трактора; r_к - радиус ведущего колеса трактора. По бокам диска на валу свободно установлены катки, диаметр которых в 1,8…2,1 раза меньше диаметра диска. Такое конструктивное выполнение позволит повысить прямолинейность движения орудия. 2 ил.

Агрегат для междурядной обработки пропашных культур, включающий колесный трактор, имеющий синхронный привод на вал отбора мощности, присоединенный к трактору сцепным устройством культиватор, имеющий раму, на которой выполнен передаточный механизм, передающий крутящий момент от вала отбора мощности, и прикрепленные к раме секции с рабочими органами, отличающийся тем, что впереди каждого рабочего органа расположен диск, выполненный с зубчатым ободом, жестко закрепленный на горизонтальном валу, опирающемся на подшипники опорного кронштейна, закрепленного на раме, при этом передаточный механизм выполнен передающим крутящий момент на вал диска и обеспечивающим зависимость ,
где ω_д - угловая скорость вала диска; r_д - радиус диска; ω_к - угловая скорость ведущего колеса трактора; r_к - радиус ведущего колеса трактора, причем по бокам диска на валу свободно установлены катки, диаметр которых в 1,8…2,1 раза меньше диаметра диска.