УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДЕРЖАНИЯ СНЕГА Российский патент 2013 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к широкозахватным агрегатам для задержания снега на полях.

Известен снегопах, основой которого является серийное орудие СВУ-2,6, имеющее дополнительные лыжи, регулируемые по высоте и установленные с боковых его сторон выше опорных полозков. См. а.с. СССР №173496 кл. А01В 13/16. Дополнительные лыжи ограничивают заглубление снегопаха на участках со значительной высотой снега, чем предотвращается заглубление рабочих органов снегопаха в снежный покров, нежелательные нагрузки на трактор и возможные при этом остановки в работе.

К недостаткам известного устройства можно отнести невозможность установки таких лыж на широкозахватных снегопахах и сложность транспортировки снегопаха от места его хранения к месту выполнения работ.

Известен широкозахватный агрегат для образования снежных валков, включающий трактор, трехсекционный брус, центральная секция которого установлена впереди трактора, и отвалы, установленные на боковых секциях, при этом агрегат снабжен дополнительным трехсекционным брусом, причем трехсекционные брусья имеют на внутренних, обращенных друг к другу, сторонах отвалы и установлены посредством сцепки и тяг сзади трактора симметрично его продольной оси. См. а.с. СССР №854290 М. кл. А01В 13/16.

К недостаткам известного агрегата можно отнести колебания из стороны в сторону секций из-за неравномерности снежного покрова и неровностей почвы. Так, при встрече с одной стороны трактора более высокого или более жесткого снега, а следовательно, и более прочного снежного покрова, на эту сторону агрегата воздействуют большие нагрузки и секции смещаются в сторону меньшей нагрузки. Ряды валков получаются низкими по высоте, несформированными, искривленными, с пропусками снежных участков с повышенным сопротивлением перемещению рабочих органов снегопаха.

Наиболее близким по техническому содержанию - прототипом является «Широкозахватный агрегат для задержания снега» по а.с. №852191, включающий трактор, поперечный относительно его движения брус и снегопахи с лыжами, при этом лыжи выполнены тарельчатой формы и связаны между собой рычажными механизмами, шарнирно установленными на снегопахе в продольно-вертикальной плоскости и регулирования величины перемещения их звеньев и связанными с гидросистемой трактора посредством гидроцилиндра.

К недостаткам известного агрегата являются низкие технологические возможности агрегата, связанные со сложной процедурой регулирования лыж для обеспечения заданной глубины снимаемого слоя снега и сложного привода их в действие. Тарельчатые лыжи выдавливают снег в стороны и идут по земле,

создавая дополнительные нагрузки на трактор и конструктивные элементы агрегата. Утяжеленная конструкция поперечной балки воздействием на опорные лыжи снижает эффективность копирования ими рельефа почвы, а колебания прицепной части агрегата в стороны не позволяет формировать колебания прицепной части агрегата в стороны не позволяет формировать валки достаточной высоты.

Задачей настоящего изобретения является повышение технологических возможностей устройства для задержания снега, заключающихся в снижении тягового сопротивления, повышении производительности агрегата за счет увеличения рабочей скорости, создании легкой, надежной в работе конструкции, обеспечивающей создание валков снега заданной высоты.

Поставленная задача достигается тем, что отвалы прицепной части агрегата кинематически связаны с лыжами и механизмом регулирования их положения и рамы по высоте, выполнены с возможностью копирования поверхности почвы по всей ширине устройства, соединены между собой попарно с образованием, по меньшей мере, двух риджеров с выходными окнами и оформительными камерами, при этом передняя часть каждой пары отвалов связана с основной поперечной балкой при помощи шарниров с горизонтально расположенными продольными осями, а часть отвалов, связанная с оформительной камерой каждой пары отвалов, соединена шарнирно друг с другом с возможностью перемещения оформительной части отвалов по высоте, при этом внутренние края нижних режущих кромок каждой пары отвалов, смонтированных на секциях дополнительной балки, образуют входные окна, низ которых параллелен направлению движения агрегата.

Механизм регулирования положения лыж и рамы устройства по высоте, обеспечивающий срезание слоя снега заданной высоты, выполнен в виде, по меньшей мере, двух пар лыж, одна из которых для копирования и поддержания передней части агрегата на заданном уровне смонтирована перед отвалами на основной поперечной балке, другая пара лыж, копирующая рельеф срезанной поверхности и обеспечивающая поддержание заданной высоты слоя срезаемого снега, смонтирована на дополнительной поперечной секционной балке в промежутке между окнами отвалов, при этом лыжи снабжены паралеллограммными механизмами установки их по высоте при помощи гидроцилиндров.

Нижняя часть оформительных камер выходных окон выполнена параллельно направлению движения устройства и снабжена полозками, при этом боковые внутренние поверхности граней камеры контактируют с несрезанным слоем снега, а полозки контактируют со срезанной лезвиями отвалов поверхностью.

Средняя часть дополнительных балок соединена между собой при помощи гибкой цепной или тросовой связи. Средняя часть носков отвалов соединена с поперечной балкой через поперечно-горизонтальный шарнир.

Крайние отвалы устройства смонтированы шарнирно на крайних секциях дополнительной поперечной балки при помощи горизонтально-продольной оси и снабжены гидроцилиндрами с возможностью их складывания в транспортное положение.

Устройство снабжено дополнительной выдвижной сницей для дальней транспортировки, закрепленной на одной из боковых его сторон, смонтированной между поперечными балками с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Лыжи устройства выполнены четырехугольной формы с загнутыми под углом вверх краями сторон.

Сница связана с основной поперечной балкой шарнирно (через шаровой шарнир) с возможностью ее укладки в транспортное положение вдоль основной поперечной балки.

Новизной предложенного устройства является выполнение отвалов прицепной части агрегата кинематически связанных с лыжами и механизмом регулирования их положения и рамы по высоте, которые выполнены с возможностью копирования поверхности снега и срезанной поверхности по всей ширине устройства, соединены между собой попарно с образованием, по меньшей мере, двух риджеров с выходными окнами и оформительными камерами, при этом передняя часть каждой пары отвалов связана с основной поперечной балкой, а часть отвалов, связанная с оформительной камерой каждой пары отвалов, соединена шарнирно друг с другом с возможностью перемещения оформительной камеры по высоте, при этом внутренние края нижних режущих снег кромок каждой пары отвалов, смонтированных на секциях дополнительной балки, образуют входные окна.

Так наличие в устройстве механизма регулирования высоты срезаемого слоя снега в сочетании с выполнением отвалов прицепной рамы с возможностью копирования поверхности снега и срезанной поверхности по всей ширине устройства позволяет создать валки снега заданной высоты и прочности.

Признаки выполнения механизма регулирования высоты срезаемого снега в виде, по меньшей мере, двух пар лыж с параллелограммными механизмами с гидроцилиндрами, выполнение оформительных камер выходных окон с переменным поперечным сечением и паралелльной нижней частью, соединение отвалов с поперечной балкой шарнирно поочередно или выборочно, соединение консольной части оформительных камер между собой при помощи гибкой цепной или тросовой связи, являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное конструктивное выполнение основных признаков, направленными на достижение поставленной изобретением задачи.

Признаки шарнирного выполнения крайних отвалов устройства, смонтированных шарнирно на крайних секциях дополнительной поперечной балки при помощи горизонтально-продольной оси, снабженных гидроцилиндрами с возможностью их складывания в транспортное положение, наличие дополнительной сницы а также выполнение лыж устройства четырехугольной формы с загнутыми под углом вверх краями сторон и шарнирная связь сницы с основной поперечной балкой с возможностью ее укладки в транспортное положение вдоль основной поперечной балки - также являются дополнительными признаками и способствуют достижению поставленной изобретением задачи в части повышения технологичности агрегата, повышения его производительности и приведения его в транспортное положение.

На Фиг.1 схематично представлено предлагаемое устройство, вид сверху.

На Фиг.2 - устройство в транспортном положении.

На Фиг.3 показаны поперечные сечения окна и оформительных камер, а) - окна на входе снега, б) - камер на выходе снега.

На Фиг.4 представлены рабочие органы устройства, а) - в рабочем положении, б) - в транспортном положении.

Предлагаемое устройство состоит из передних отвалов, выполненных в виде клина 1, смонтированных на транспортном средстве 2. Прицепная часть устройства состоит из основной рабочей сницы 3 с растяжками 4, поперечной основной балки 5, двух лыж 6 для копирования поверхности снежного покрова, двух лыж 7 для копирования срезанной поверхности снега с параллелограммными механизмами 8. При этом лыжи 6 и 7 выполнены прямоугольной формы с загнутыми под углом вверх краями сторон. Боковые отвалы 9 смонтированы шарнирно при помощи горизонтальных осей 10. Внутренние отвалы 11 в сочетании с наружными боковыми отвалами 9 образуют, по меньшей мере, четыре риджера с выходными для снега окнами 12 и оформительными камерами образованными двумя половинками 13, которые на выходе в сечении имеют форму треугольника основанием вниз. На боковой стороне устройства смонтировано прицепное устройство 14 с дополнительной выдвижной сницей 15. Крайние оформительные камеры попарно связаны балками 16, а средние цепью 17. Отвалы 9, 11 в местах соединения с поперечной балкой 5 поочередно или выборочно, в зависимости от условий снегозадержания, снабжены ограничителями 18 подъема тыльной части отвалов выше горизонтального уровня, на котором установлена основная поперечная балка рамы устройства, сто предотвращает прохождение отвалов по поверхности снежного покрова без формирования и образования снежного вала.

Устройство для задержания снега работает следующим образом:

Для приведения устройства в рабочее положение крайние отвалы 9 гидроцилиндрами 8 опускаются в стороны, средние отвалы - в рабочее положение (рис 4а). Сница 3 устанавливается перпендикулярно основной поперечной балке 5, фиксируется растяжками 4 и соединяется с транспортным средством 2.

При движении устройства по снежному полю отвалы переднего клина 1 расчищают путь транспортному средству 2, сдвигая снежную массу в стороны, образуя два несформированных снежных вала. Сдвинутый отвалами клина 1 и захваченный боковыми отвалами 9 снег попадает в риджеры прицепной части устройства, где при помощи окон 12 и половинок 13 оформительных камер происходит принудительное формирование и уплотнение вала снега. При этом вал снега формируется на полосе не срезанного отвалами снега, которая осуществляет функцию направляющих и предотвращает колебания устройства в стороны при встрече устройства с различными по степени уплотнения слоями снега и с различными их высотами. При количестве снега больше необходимого, оформительная часть риджеров за счет напора снега о верхние поверхности отвалов и внутренние поверхности треугольной формы оформительных камер приподнимается, продолжая формировать и уплотнять вал снега, а риджеры, приподнимая лезвия отвалов тыльной части, снижают объем поступаемого в них снега. При количестве снега меньше необходимого подаваемый отвалами снег весь формируется в вал на поверхности, не срезанной отвалами полосы снега. При этом боковыми поверхностями оформительных камер предотвращается рассыпание снега в стороны. Величина срезаемого слоя снега регулируется при помощи регулируемых по высоте лыж 6 и 7 и связанных с ними гидроцилиндров 8 параллелограмных механизмов. Передние лыжи 6 копируют поверхность снежного покрова и удерживают переднюю часть устройства на заданном уровне, чем ограничивают заглубление отвалов в снег (см. рис.4а). Лыжи 7 копируют поверхность, срезанную лезвиями отвалов и обеспечивают заданную высоту срезания отвалами слоя снега.

Предложенная конструкция обеспечивает снятие слоя снега достаточного для формирования вала, чем предотвращаются перегрузки на рабочие органы устройства, обеспечивается постоянное тяговое усилие для транспортного средства 2. К тому же принудительное формирование вала снега с уплотнением боковыми стенками оформительных камер позволяет выполнять работу и создание снежных валов с большой скоростью передвижения транспортного средства 2 и устойчивостью направления движения устройства. Если принудительно не уплотнять боковые стороны снежных валов оформительными камерами, то снег при высокой скорости рассыпается широкой плоской полосой и имеет малую высоту, не обеспечивающую условия накопления влаги. Уплотненные валы в меньшей степени разрушаются ветрами, поскольку со временем затвердевают и сохраняют форму более длительное время.

Попарное соединение крайних оформительных камер связанных поперечной балкой 16 и средних цепью 17 позволяет копировать рельеф поверхности и поддерживать оформительные камеры на заданном уровне, позволяет срезать и сгребать снег в валы независимо от встретившихся на пути углублений или возвышений почвы или снежного покрова.

Соединение консольно выполненных частей оформительных камер при помощи гибкой цепной или тросовой связи предотвращает поломки отвалов и камер при движении транспортного средства задним ходом.

Наличие на боковой стороне устройства дополнительного прицепного выдвижного средства позволяет осуществлять транспортировку устройства в поперечном направлении при дальней транспортировке по внутрихозяйственным дорогам, не превышая установленных габаритов транспортных средств.

По окончании работы осуществляется подготовка устройства к транспортировке. Поднимают устройство на лыжах (рис.4б) и поднимают боковые отвалы. Обе пары лыж 6 и 7 при помощи гидроцилиндров и параллелограмных механизмов устанавливают на одинаковую высоту и фиксируют в таком положении. Отсоединяют транспортное средство 2 и его гидросистему. Сницу 3 освобождают от стяжек 4 и при помощи шарнирного соединения укладывают параллельно поперечной балке 5. Затем с боковой стороны устройства, где смонтировано дополнительное прицепное устройство 14, выдвигают дополнительную сницу 15 и сцепляют ее с транспортным средством 2. Поскольку лыжи имеют загнутые под углом вверх края сторон, то при транспортировке устройства и его движении в другом по сравнению с рабочим направлении, лыжи обеспечивают плавное скольжение по поверхности дорожного, а поскольку это происходит зимой и в сельской местности, снежного покрытия.

В настоящее время на предлагаемое устройство разработаны рабочие чертежи, изготовлен опытный образец, показавший положительные результаты испытаний. Валы снега, сформированные на различных скоростях были необходимой высоты, не рассыпались, прицепная часть устройства шла строго за транспортным средством и не колебалась из стороны в сторону. Весенней влаги от накопленного и растаявшего на поле и в валах снега было достаточно для дружного всхода посеянных культур.

Принято решение о создании производства по мелкосерийному выпуску предлагаемых устройств.

Устройство включает транспортное средство со смонтированными впереди отвалами по форме клина. Прицепная рама выполнена в виде поперечных балок, связанных со сницей. Устройство имеет также лыжи, механизм регулирования положения лыж и рамы по высоте. Отвалы прицепной рамы кинематически связаны с лыжами и механизмом регулирования положения лыж и рамы по высоте. Отвалы выполнены с возможностью копирования поверхности почвы по всей ширине устройства и соединены между собой попарно с образованием, по меньшей мере, двух риджеров с выходными окнами и оформительными камерами. Передняя часть каждой пары отвалов связана с основной поперечной балкой при помощи шарниров с горизонтально расположенными продольными осями. Часть отвалов, связанная с оформительной камерой каждой пары отвалов, соединена шарнирно друг с другом с возможностью перемещения оформительных камер отвалов по высоте. Края нижних режущих снег кромок каждой пары отвалов, смонтированных на секциях дополнительной балки, образуют входные окна. Такое конструктивное выполнение позволит повысить технологические возможности устройства за счет снижения тягового сопротивления, повышения производительности и надежности при одновременном повышении качества снегозадержания за счет создания снежных валов заданной высоты. 1 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для задержания снега, включающее транспортное средство со смонтированными впереди отвалами по форме клина, прицепную раму, выполненную в виде поперечных балок, связанных со сницей, лыжами, механизмом регулирования их положения и рамы по высоте, отличающееся тем, что отвалы прицепной рамы устройства кинематически связаны с лыжами и механизмом регулирования положения лыж и рамы по высоте, причем отвалы выполнены с возможностью копирования поверхности почвы по всей ширине устройства, соединены между собой попарно с образованием, по меньшей мере, двух риджеров с выходными окнами и оформительными камерами, при этом передняя часть каждой пары отвалов связана с основной поперечной балкой при помощи шарниров с горизонтально расположенными продольными осями, а часть отвалов, связанная с оформительной камерой каждой пары отвалов, соединена шарнирно друг с другом с возможностью перемещения оформительных камер отвалов по высоте, при этом края нижних режущих снег кромок каждой пары отвалов, смонтированных на секциях дополнительной балки, образуют входные окна.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм регулирования положения лыж и рамы устройства по высоте, обеспечивающий срезание слоя снега заданной высоты, выполнен в виде, по меньшей мере, двух пар лыж, одна из которых для копирования и поддержания передней части устройства на заданном уровне смонтирована перед отвалами на основной поперечной балке, а другая пара лыж, копирующая рельеф срезанной поверхности и обеспечивающая поддержание заданной высоты слоя срезаемого снега, смонтирована на дополнительной поперечной секционной балке в промежутке между окнами отвалов, при этом лыжи снабжены параллелограммными механизмами установки их по высоте при помощи гидроцилиндров.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть оформительных камер выходных окон выполнена параллельно направлению движения устройства и снабжена полозками, при этом боковые внутренние поверхности граней камеры контактируют с не срезанным слоем снега, а полозки контактируют со срезанной лезвиями отвалов поверхностью.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отвалы в местах соединения с поперечной балкой поочередно или выборочно, в зависимости от условий снегозадержания, снабжены ограничителями подъема тыльной части отвалов выше горизонтального уровня, на котором установлена основная поперечная балка рамы устройства.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средняя часть дополнительных балок соединена между собой при помощи гибкой цепной или тросовой связи.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что крайние отвалы устройства смонтированы шарнирно на крайних секциях дополнительной поперечной балки при помощи горизонтально-продольной оси и снабжены гидроцилиндрами с возможностью их складывания в транспортное положение.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным выдвижным средством для транспортировки, закрепленным на одной из боковых его сторон и выполненным в виде дополнительной сницы, смонтированной между поперечными балками с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лыжи устройства выполнены четырехугольной формы с загнутыми под углом вверх краями сторон.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сница связана с основной поперечной балкой шарнирно с возможностью ее укладки в транспортное положение вдоль основной поперечной балки.