Устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений Советский патент 1992 года по МПК A01B39/16 

перемычки 16 и 17 дугообразные каналы 14 и 15. В корпусе гидрораспределителя 7 выполнены каналы 20 и 21. Последние сообщены с напорной и сливной магистралями. Стенки каналов 20 и 21 имеют форму, адекватную форме перемычек 16 и 17. При взаимодействии со штамбом растения щуп 9 поворачивает золотник 13 гидрораслредели- теля 7, который подает рабочую жидкость в гидроцилиндр 4. При этом последний выводит рабочий орган 2 из ряда растений. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: изобретение может быть использовано при обработке почвы в рядах растений. Сущность изобретения: устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений содержит установленный на раме с возможностью перемещения относительно нее и кинематически связанный с гидроцилиндром 4 рабочий орган 2. На вертикальном валу 8 кранового гидрораспределителя 7 закреплены щуп 9 и золотник 13. Последний имеет разделенные

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам по уходу за многолетними насаждениями.

Известны устройства для межштамбовой обработки почвы, включающие поворот- ный рабочий орган и крановый гидрораспределитель, золотник которого кинематически соединен со щупом и имеет дугообразные каналы, разделенные перемычками, одна из которых расположена со стороны напорной магистрали, а другая - со стороны сливной магистрали.

Недостатками известных устройств являются низкое быстродействие системы, что снижает надежность, увличивает время взаимодействия щупа со штамбом дерева, а также вероятность повреждения штамба рабочим органом машины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки межштамбовых полос, состоящее из поворотного рабочего органа, силового гидроцилиндра, плоскопараллельного гидрораспределителя и подпружиненного щупа, установленного на оси золотника и имеющего два дуговых сквозных паза с перемычками, разделяющими их.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, особенно в начале совмещения дугообразных сквозных отверстий золотника с отверстиями сливной и нагнетательной магистралей. Это объясняется тем, что в момент переключения живое сечение потока жидкости образуется двумя дугами противоположной кривизны одинакового радиуса: с одной стороны - дугой напорного (сливного) отверстия, с другой - дугой торца канавки золотника. Площадь живого сечения потока при совпадении кромок напорного и сливного отверстий в момент переключения по всей ширине дугообразных каналов золотника, например, по прямой увеличивается с увеличением угла поворота золотника быстрее, чем в известном варианте.

Расчеты осуществляются по формуле

пер

4-сртг п г

360

rR

Snep ill nl arccos

R Ф -sin 2 arccos - sin & (

где г - радиус канала в корпусе гидрораспределителя, м;

R - средний радиус закругления канавок золотника по его длине, м;

р- угол управления золотником от начала контакта до полного совмещения золотника с напорным (сливным) каналами в

корпусе парораспределителя, град;

приращение угла поворота золотника

Ј.

где п 0;оэ выбирается исходя из удобства

построения графика; k 1.,.n; / 2 arcsin - ;

Snep it площадь перекрытия напорного (сливного) канала корпуса гидрораспределителя канавкой золотника при повороте последнего на угол А при совпадении кромок канала с торцовой кромкой канавки золотника по всей ширине канавки, например, по прямой, мм2;

Snep in - площадь перекрытия напорного (сливного) канала корпуса гидрораспределителя канавкой золотника при повороте последнего на угол А / в известных устройствах, мм2.

Для сопоставимости данных исходные величины, входящие в расчетные формулы (1) и (2) при построении графиков принимались одинаковыми в обоих вариантах.

Площадь живого сечения потока известного устройства в момент переключения из- мен.зт,я очень медленно, что приводит к увеличению угла управления щупа и, следовательно, к увеличению защитной зоны у штамба дерева, т,е. зоны, необрабатываемой рабочим органом сельскохозяйственного орудия. Кроме того, медленное увеличение живого сечения потока, проходящего через щель перекрытия, ведет к лишним энергозатратам и, как следствие, к перегреву рабочей жидкости.

Целью изобретения является повышение качества обработки почвы и снижение повреждаемости растений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем установленный на раме с возможностью перемещения относительно нее и кинематически связанный с гидрораспределителем рабочий орган и крановый гидрораспределитель, на вертикальном валу которого закреплен щуп и золотник, имеющий разделенные перемычками дугообразные каналы, причем в корпусе гидрораспределителя выполнены каналы, сообщенные с напорной и сливной магистралями, стенки выполненных в корпусе гидрораспределителя каналов имеют форму, адекватную форме перемычек, разделяющих дугообразные каналы золотника.

Каналы корпуса гидрораспределителя и перемычки имеют форму трапеции, меньшее основание которой расположено со стороны вала гидрораспределителя, при этом боковые стороны размещены на проходящих через вал радиусах, а основания трапеции выполнены дугообразными с радиусами, равными радиусам дугообразных каналов.

При таком выполнении устройства увеличивается живое сечение потока, особенно в начальный момент переключения, что повышает чувствительность устройства, резко снижает вероятность повреждения штамбов, площадь защитной (необработанной) зоны штамбов и энергоемкость агрегата сокращается.

В известном устройстве поставленная цель достигается за счет обеспечения встречного движения золотника и корпуса гидрораспределителя, так как корпус гидрораспределителя установлен с возможностью поворота относительно своей оси и связан со стойкой поворотной лапой, кривошипами и соединяющей их тягой. Это усложняет конструкцию, а за счет введения дополнительных элементов (кривошипов, тяг) возрастает вероятность повреждения штамбов рабочими органами, что вынуждает увеличивать площадь защитной зоны. При спользовании известного устройства цель не достигается особенно в начальный момент переключения, так как только после существенного перемещения щупа, во время которого выбираются зазоры шарнирных соединений и образуется достаточное по площади живое сечение потока в зоне перекрытия каналов корпуса канавками золотника, происходит отвод рабочего органа и срабатывает обратная связь.

0Расчеты показывают, что в предлагаемом устройстве площадь живого сечения нарастает в несколько раз быстрее, чем в известном.

На фиг. 1 представлена схема устройст5 ва, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (золотник в момент включения): на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение на фиг. 3; на фиг. 5 - графики изменения живого сечения потока рабочей жидкости при переключении золотника известного и предлагаемого устройства; на фиг. 6 - схема установки устройства на фрезе.

Устройство для обработки почвы в ря- дах многолетних насаждений состоит из рамы 1 (фиг. 1), подвижного рабочего органа 2. установленного на-оси 3, и следящего механизма.

Следящий механизм включает силовой

0 гидроцилиндр 4 (фиг. 1 и 2), соединенный с подвижным рабочим органом 2 посредством рычага 5, к одному концу которого шар- нирно подсоединен шток 6 гидроцилиндра 4, а на другом смонтирован гидрораспреде5 литель 7, на валу 8 которого установлен щуп 9 щуподержателя 10. Последний с помощью пружины 11 поджимается к регулятору 12 чувствительности. В корпусе гидрораспределителя 7 установлен золотник 13, закреп0 ленный на валу 8. Золотник 13 снабжен дугообразными каналами 14 и 15, разделенными между собой перемычками 16 и 17. Корпус гидрораспределителя 7 снабжен отверстиями 18-21, два из которых, 18 и 19,

5 соединены с полостями гидроцилиндра 4, отверстие 20 (фиг. 4) - с нагнетательным трубопроводом, а отверстие 21 (фиг. 2) - со сливным трубопроводом.. Против нагнетательного канала 20 (фиг. 4) и сливного кана0 ла 21 (фиг. 2) в корпусе гидрораспределитсля 7 выполнены.углубления 22 (фиг. 4), предназначенные для уравновешивания гидравлических сил, действующих на плоскость золотника 13.

5Перемычки 16 и 17 (фиг. 2 и 3), разделяющие каналы золотника 13, выполнены по образующим, которые адекватны образующим каналов 20 и 21 корпуса гидрораспределителя 7, таким образом, что в начальный

0 момент перепуска жидкости, например, из канала 20 в канал 14 золотника 13 кромка 23 (фиг. 3) перемычки 16, принадлежащая торцу канала 14, совпадает с кромкой 24 отверстия 20. В начальный момент перепуска

5 жидкости из канала 20 в канал 15 золотника 13 кромка 25 перемычки 16, принадлежащая торцу канала 15, совпадает с кромкой 26 отверстия 20. Аналогично в начальные моменты перепуска жидкости совпадают соответствующие кромки других торцов каналов 14 и 15 с кромками сливного отверстия 21. Такое выполнение устройства позволяет в начальный момент перепуска обеспечить значительно большее живое сечение потока по сравнению с известными устройствами. Гидрораспределитель 7, щуп 9 и рабочий орган 2 (фиг. 1) могут быть смонтированы на поворотной оси 3 рамы так, что их оси вращения располагаются в одну линию. Это увеличивает точность слежения за счет синхронизации углов поворота щупа 9 и рабочего органа 2. Гидроследущее устройство может устанавливаться на подвижной части Фрезы 28 (фиг. 6), совершающей возвратно- поступательное движение, перпендикулярное направлению движения агрегата. В этом случае при определенной кривизне щупа обеспечивается качественное слежение.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы агрегата регулятором 12 чувствительности производится установка исходного положения перемычки 16 (фиг. 4) золотника 13 под отверстие 20 нагнетательного канала в зависимости от состояния штамбов, агрофона и заданной скорости движения агрегата, т.е. устанавливается угол опережения. В процессе работы при встрече со штамбом 27 (фиг. 2) щуп 9 через щуподержэтель 10 (фиг. 1)и вал 8 (фиг. 2) поворачивает золотник 13 гидрораспределителя по часовой стрелке. Рабочая жидкость из нагнетательного канала через отверстие 20 в корпусе гидрораспределителя 7 по каналу 15 золотника 13 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 4 через отверстие 19. Одновременно капал 14 золотника 13 соединяет поршневую полость гидроцилиндра 4 со сливным каналом 21. Шток гидроцилиндра 4 перемещается и отводит рабочий орган из межштамбовой зоны. Вместе с отводом рабочего органа 2 благодаря тому, что рабочий орган и гидрораспределитель 7 имеют жесткую связь, происходит поворот гидрораспределителя 7 и щупа 9. При этом положение золотника 13 относительно корпуса гидрораспределителя 7 остается практически постоянным, т.е. практически неизменно и положение перемычек 16 и 17 золотника 19относитлеь- но отверстия 20 и 21 нагнетательного и сливного каналов, а значит, выполняется условие слежения.

При огибании штамба 27 под действием пружины 11 шуп 9 возвращается в исходное положение, определяемое регулятором 12 чувствительности. Рабочая жидкость из

нагнетательного канала через отверстие 20 по каналу 14 поступает в отверстие 18 и далее в поршневую полость гидроцилиндра 4. Одновременно из штоковой полости рабочая жидкость поступает на слив через т- верстия 19 и 21. При этом происходит ввод рабочего органа в следующую межштамбовую зону. При встрече со следующим штамбом процесс повторяется.

0 Аналогично устройство работает и при установке его на подвижную часть фрезы, совершающей возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном движению агрегата. Так, при контакте

5 щупа 9 (фиг. 6) со штамбом золотник гидрораспределителя поворачивается по часовой стрелке, рабочая жидкость нагнетается в штоковую полость гидроцилиндра 29 и он выводит рабочие органы из межштамбовой

0 зоны.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить повреждаемость штамбов, уменьшить необрабатываемую защитную зону и повысить рабочую скорость

5 агрегата за счет увеличения быстродействия гидроследящей системы. Использование предлагаемого устройства позволяет исключить ручную прополку межштамбовых полос и полностью предотвращает повреж0 дение молодых штамбов.

Формула, изобретения

5 повышения качества обработки почвы и снижения повреждаемости растений, стенки выполненных в корпусе гидрораспределителя каналов имеют форму, адекватную форме перемычек, разделяющих дугообраз0 ные каналы золотника.

5 со стороны вала гидрораспределителя, а боковые стороны размещены на проходящих через вал радиусах, при этом основания трапеции выполнены дугообразными с радиусами, равными радиусам дугообразных каналов.

Фиг. i

Редактор В.Петраш

Фиг.6

Составитель А.Худалий Техред М.Моргентал

Корректор М.Максимишинец