ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ПОСЕВНОЙ АГРЕГАТ Российский патент 2011 года по МПК A01B49/06 A01B51/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим посевным агрегатам, предназначенным для посева зерновых, зернобобовых и технических культур.

Использование на посеве сельскохозяйственных культур современных широкозахватных посевных комплексов, оснащенных технологическими емкостями повышенной вместимости, требует использования в составе таких агрегатов все более тяжелых и энергонасыщенных тракторов. Это приводит к росту техногенной нагрузки на почву, ее переуплотнению движителями тракторов и сельскохозяйственных машин, интенсификации эрозионных процессов и, как следствие, деградации земельных угодий и снижению их эффективного плодородия. Кроме того, повышенное буксование движителей обуславливает снижение мощностных и топливно-экономических показателей трактора.

Одним из эффективных способов повышения технико-экономических и агротехнических показателей сельскохозяйственных колесных тракторов в составе МТА является установка дополнительных движителей (сдваивание или страивание колес), позволяющая приблизить их тягово-сцепные свойства и агротехническую проходимость к машинам на гусеничном ходу.

В этом случае потенциальные возможности ходовой системы трактора по несущей способности могут быть наиболее полно реализованы за счет частичного или полного переноса на нее веса технологических емкостей агрегатируемых сельскохозяйственных машин. Это позволяет расширить функциональные возможности трактора и повысить его технологическую универсальность за счет совмещения тяговой загрузки с выполнением транспортной операции.

Известен посевной комбинированный агрегат (см. а.с. СССР №913962, кл. А01В 49/04, А01C 7/00, 1982), содержащий колесный трактор, сдвоенные передние и задние колеса, размещенный в межколесном пространстве бункер с высевающим аппаратом, семяпроводы и упругие обрезиненные загортачи. Протекторы передних шин трактора выполнены с кольцевыми выступами, которые выполняют роль сошников, а задние колеса имеют гладкий протектор и выполняют функцию прикатывающих катков. Позади трактора установлен шлейф.

Недостатком данной конструкции является неудовлетворительное качество заделки семян и низкая надежность протекторов шин передних и задних колес, а также высокая трудоемкость перенастройки рабочих органов при изменении агротехнических требований к посеву.

Известен посевной комбинированный агрегат (см. патент РФ №2126199, кл. А01В 49/06, А01C 7/00, 1999), содержащий колесный трактор с пневматическими сдвоенными шинами с протектором на передних колесах в виде кольцевых выступов, а на задних - с чередованием под разнонаправленными углами к направлению движения. В межколесном пространстве трактора размещены семенной ящик с высевающими аппаратами, семяпроводы и привод высевающих аппаратов. Шины передних и задних колес выполнены в виде набора сегментов, установленных на поверхности дисков сдвоенных колес, а дуговые выступы на сегментах передних колес с заданным шагом смещены поочередно в боковом направлении к курсу трактора. Семяпроводы имеют механизмы их смещения в боковом направлении на величину ширины междурядий высеваемых культур и синхронизированы с поступательной скоростью сдвоенных передних колес посредством следящих механизмов.

Недостатком данной конструкции является неудовлетворительные агротехнические показатели при посеве зерновых культур на почвах с низкой несущей способностью, вследствие того, что между спаренными шинами передних и задних колес образуется многократно переуплотненная перемычка. Переуплотнение почвы выступами шин спаренных передних колес и протекторами спаренных задних колес ведет к угнетению высеваемых сельскохозяйственных культур и снижению их урожайности.

Известен посевной комбинированный агрегат (см. патент РФ №2298905, кл. А01С 7/00, 2005), содержащий установленные в межколесном пространстве трактора бункер для семян и удобрений с высевающими аппаратами, семяпроводы и загортачи, в качестве сошников использованы протекторы шин передних колес трактора с кольцевыми выступами, а в качестве прикатывающих катков - задние колеса трактора, при этом поверхность каждой шины и диск колеса образованы вращением вокруг оси качения колеса соответственно внешней и внутренней ветвей конхоиды Никомеды.

Недостатком данного агрегата является необходимость использования в конструкции нестандартных тракторных шин, что ведет к снижению унификации предлагаемого решения с узлами и агрегатами серийно выпускаемых тяговых средств и, следовательно, обуславливает его ограниченную применяемость.

Во всех вышеуказанных изобретениях, в качестве общего недостатка, следует отметить использование технологических емкостей малого объема и небольшую рабочую ширину захвата посевного агрегата, что не позволяет в достаточной мере обеспечить загрузку трактора по тяге и использовать потенциальную несущую способность его шасси, а следовательно, ведет к снижению эксплуатационно-технологических и технико-экономических показателей агрегата. Предложенные технические решения обуславливают высокую трудоемкость при монтаже и демонтаже конструкции, ограничивая тем самым возможность, в случае необходимости, оперативно задействовать трактор на выполнении других полевых работ или транспортных операций, а также делая агрегат малопригодным к транспортным переездам.

Известно также универсальное тяговое транспортное средство повышенной проходимости и маневренности (см. полезную модель РФ №1467, кл. В60К 17/00, 1996), содержащее переднюю и заднюю полурамы, связанные между собой узлом сочленения, гидроусилитель рулевого управления, силовые цилиндры которого шарнирно связаны с узлом сочленения, передний и задний ведущие мосты, закрепленные жестко в полурамах, ведущие колеса с редукторами, закрепленные на полурамах посредством кронштейнов, при этом на передней полураме смонтированы последовательно связанные приводной двигатель, муфта сцепления, коробка передач и раздаточная коробка, выходные валы которой связаны с ведущими мостами и редуктором вала отбора мощности, смонтированным на задней полураме, заднее подъемно-навесное устройство и лебедку, размещенные на задней полураме, приводной элемент которой кинематически связан с кинематическим узлом привода заднего вала отбора мощности, реверсивной коробкой отбора мощности, смонтированной на коробке передач и кинематически связанной с ней посредством зацепления с одной из шестерен последней, передним валом отбора мощности, при этом выходные валы коробки отбора мощности выполнены с возможностью кинематической связи с кинематическими узлами привода переднего и заднего валов отбора мощности, а выходной вал отбора мощности раздаточной коробки - с входным валом кинематического узла привода заднего вала отбора мощности и лебедки при отключении последнего от связи с коробкой отбора мощности.

В описанном тяговом транспортном средстве заслуживает внимания то, что крутящий момент на каждое из его ведущих колес передается через карданную передачу, колеса имеют независимую подвеску и могут перемещаться в вертикальной плоскости, обеспечивая тем самым повышенную проходимость и плавность хода тягового транспортного средства при движении по пересеченной местности, а также снижение нагрузки на элементы его рамы. И все же, несмотря на универсальность описываемого тягового транспортного средства и высокую степень унификации элементов его конструкции с узлами и агрегатами серийных машин, остается не решенным вопрос о повышении агротехнической проходимости и несущей способности тягово-транспортных средств на базе серийно выпускаемых сельскохозяйственных колесных тракторов.

Аналогом, наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, является комбинированный почвообрабатывающий посевной агрегат (Заявка на изобретение РФ №2008143028/12(055974)), состоящий из тягово-транспортного колесного средства, комбинированной прицепной почвообрабатывающей посевной машины и навесного бункера для семян и удобрений, выполненного из двух секций, установленного над задним мостом колесного тягово-транспортного средства и шарнирно крепящегося посредством опор к полуосям задних колес с их внешней стороны или с опорой на ось или ступицу между смежными колесами. В качестве шарнира использован подшипник. Конструкция бункера обеспечивает его снятие и установку на шасси трактора с помощью гидронавесной системы тягово-транспортного колесного средства без использования дополнительных подъемно-транспортных устройств.

Недостатком данной конструкции является то, что предложенный механизм сдваивания колес трактора подразумевает сохранение (по аналогии со штатным комплектом) жесткой кинематической связи в паре между основным и дополнительным движителем. При перемещении такого движителя по неровностям опорной поверхности происходит неравномерное распределение нагрузки на основное и дополнительное колеса, что увеличивает потери на перекатывание, на буксование, снижает общую несущую способность колесной пары, снижает общую жесткость конструкции и при значительных нагрузках может привести к преждевременному износу элементов ходовой системы трактора и конструкции рамы бункера, их повреждениям и выходу из строя.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является повышение эксплуатационно-технологических и агротехнических показателей почвообрабатывающих посевных комплексов на базе тягово-транспортных энергосредств, за счет повышения тягово-сцепных свойств трактора, плавности хода и устойчивости его движения, снижения уплотняющего воздействия на почву движителей агрегата, увеличение эксплуатационной надежности конструкции бункера.

Указанный технический результат достигается тем, что в почвообрабатывающем посевном агрегате, состоящем из колесного трактора, бункера для семян и удобрений, установленного над его задним мостом, выполненного в виде двух отдельных емкостей, расположенных симметрично относительно центральной продольной оси трактора и с помощью стоек шарнирно крепящихся к внешним консолям на ступицах задних дополнительных колес с возможностью поворота вокруг их оси, дополнительное колесо каждой задней колесной пары крепится шарнирно к оси основного колеса, каждая из емкостей бункера имеет собственную полураму, опирающуюся на дополнительные шарнирные опоры, расположенные на остове трактора с возможностью поворота вокруг оси, параллельной центральной продольной оси трактора. Шарнир оси заднего колеса выполнен в виде карданного вала.

Указанные отличительные признаки являются существенными и достаточными для достижения указанного технического результата, поскольку передача крутящего момента от основного колеса трактора к дополнительному посредством карданного вала обеспечивает копирование неровностей рельефа опорной поверхности колесной парой и равномерное распределение веса на основной и дополнительный движители при движении трактора, что ведет к снижению потерь мощности на буксование и деформацию почвы, исключает появление участков переуплотненной почвы (перемычек) между спаренными колесами трактора, способствует повышению плавности хода и устойчивости движения трактора.

Независимое вертикальное перемещение емкостей бункера, как относительно друг друга, так и относительно остова трактора, за счет переноса веса каждой из них на три шарнирные опоры, обеспечивает равномерную нагруженность всех элементов конструкции бункера при движении агрегата, тем самым повышая ее эксплуатационную надежность и исключая возникновение экстремальных нагрузок на узлы ходовой части трактора при его эксплуатации в качестве тягово-транспортного средства.

На фиг.1 показан вид тягово-транспортного средства с бункером сбоку.

На фиг.2 показан вид тягово-транспортного средства сзади.

На фиг.3 показан вид тягово-транспортного средства сверху (в плане).

Почвообрабатывающий посевной агрегат состоит из колесного трактора 1 (фиг.1), почвообрабатывающей посевной машины (не показана в силу известности), бункера для семян и удобрений 2, установленного над задним мостом трактора и выполненного в виде двух отдельных емкостей 3 и 4 (фиг.2, 3), расположенных зеркально симметрично относительно центральной продольной оси трактора.

Дополнительное колесо 14 (фиг.2) заднего моста соединено с основным колесом 13 при помощи карданного вала 15, крепящегося к внутренней стороне ступицы дополнительного колеса.

Емкости 3 и 4 бункера имеют собственные полурамы 5 и 6 (фиг.2, 3), каждая из которых опирается на три шарнирные опоры: первая 7 (фиг.2) - на внешней консоли 8, расположенной на ступице заднего дополнительного колеса 14 с возможностью поворота вокруг его оси, вторая - через шарнир 9 (фиг.3) - на задней полураме трактора 16 (фиг.1) и третья - через шарнир 10 (фиг.3) - на поперечной балке задней навески трактора 17 (фиг.2). Опора на вторую и третью точки осуществляется соответственно через поперечные балки 11 и 12 полурамы секции бункера с возможностью их поворота вокруг оси, параллельной направлению движения трактора.

В процессе движения агрегата, при перемещении по неровностям рельефа, дополнительные колеса трактора 14, будучи связанными с основными 13 посредством карданного вала 15, перемещаются по вертикали независимо от них, тем самым обеспечивая копирование колесной парой профиля опорной поверхности и равномерное распределение нагрузки, передаваемой на спаренные колеса от остова трактора и секций бункера для семян и удобрений.

В результате повышаются тягово-сцепные показатели трактора, улучшается плавность его хода и устойчивость движения, снижаются потери мощности на буксование движителей и деформацию почвы, исключается образование перемычки из переуплотненной почвы между спаренными колесами трактора.

Секции 3 и 4 бункера в процессе копирования рельефа опорной поверхности задними колесными парами трактора, за счет поворота их полурам 5 и 6 относительно осей шарнирных опор 9 и 10 (фиг.3), расположенных на задней полураме трактора 16 (фиг.1) и поперечной балке его задней навески 17 (фиг.2) соответственно, перемещаются по вертикали независимо друг от друга вместе с дополнительными колесами трактора 14.

Таким образом обеспечивается равномерное распределение нагрузки на элементы конструкции рамы бункера, повышается ее эксплуатационная надежность, исключается появление недопустимых нагрузок на узлы и детали ходовой части трактора, что обеспечивает его надежное функционирование при использовании в качестве тягово-транспортного средства.

Величина свободного хода дополнительных колес трактора соответствует вертикальному перемещению полурам секций бункера и в нижнем их положении, ограничена упорами 18 и 19 поперечных балок 9 и 10 полурам 5 и 6 в заднюю полураму 16 (фиг.1) трактора и поперечную балку его задней навески 17 (фиг.2). Для исключения ударных нагрузок и уменьшения износа конструкции, в местах контакта элементов конструкции трактора с поперечными балками полурам секций бункера, могут быть установлены резиновые отбойники на упорах 18 и 19 (на фиг.1 не показаны, на фиг.2, 3 показаны схематично).

Агрегат состоит из колесного трактора, бункера для семян и удобрений, установленного над его задним мостом. Бункер выполнен в виде двух отдельных емкостей, расположенных симметрично относительно центральной продольной оси трактора. Емкости с помощью стоек шарнирно крепятся к внешним консолям на ступицах задних дополнительных колес с возможностью поворота вокруг их оси. Дополнительное колесо каждой задней колесной пары крепится шарнирно к оси основного колеса. Каждая из емкостей бункера имеет собственную полураму, опирающуюся на дополнительные шарнирные опоры, расположенные на остове трактора с возможностью поворота вокруг оси, параллельной центральной продольной оси трактора. Повышаются эксплуатационно-технологические и агротехнические показатели. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Почвообрабатывающий посевной агрегат, состоящий из колесного трактора, бункера для семян и удобрений, установленного над его задним мостом, выполненного в виде двух отдельных емкостей, расположенных симметрично относительно центральной продольной оси трактора и с помощью стоек шарнирно крепящихся к внешним консолям на ступицах задних дополнительных колес с возможностью поворота вокруг их оси, отличающийся тем, что дополнительное колесо каждой задней колесной пары крепится шарнирно к оси основного колеса, каждая из емкостей бункера имеет собственную полураму, опирающуюся на дополнительные шарнирные опоры, расположенные на остове трактора с возможностью поворота вокруг оси, параллельной центральной продольной оси трактора.

2. Почвообрабатывающий посевной агрегат по п.1, отличающийся тем, что шарнир оси заднего колеса выполнен в виде карданного вала.