узел сельскохозяйственной машины

Формула изобретения

Узел сельскохозяйственной машины, включающий раму, стойку с хвостовиком и гайкой, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде полусфер, а на стойке закреплена опорная шайба, между которой и рамой установлена пружина, отличающийся тем, что на торцах пружины по одной оси выполнены фиксирующие зацепы, входящие соответственно в пазы опорной шайбы и рамы, при этом один торец пружины входит в неподвижное кольцо, а другой плотно насажен на кольцевой выступ опорной шайбы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельхозмашиностроения, в частности к почвообрабатывающим орудиям для междурядной и паровой культивации, обработки и ухода за растениями на полях засоренных камнями и растительностью, тяжелых, средних и легких почвах.

Известно почвообрабатывающее орудие, в котором рабочие органы закреплены на раме жестко, а их стойка выполнена полой из двух частей, связанных друг с другом кольцевым механизмом и пружиной сжатия - патент США №2358531, кл. 172-709, 1944.

Недостатками известного орудия являются низкая надежность при повышенных боковых нагрузках, а также недостаточно быстрое возвращение рабочего органа в исходное положение.

За последние годы широкую известность получили культиваторы АТД 18.30 (FG - 18.30) и FG - 12,30 производимые компанией «Horsch - «Агро-Союз» (Германия- Украина). Это универсальные и эффективные машины. Особый интерес для нас представляет конструктивное исполнение основного рабочего узла культиватора АДТ 18.30, который взят за аналог предлагаемого изобретения.

Культиватор АДТ - 18,3 предназначен для разноглубинной обработки почвы, он универсален и осуществляет ряд других операций при основной обработке почвы. К преимуществам данного типа машин относятся возможность сохранения влаги и выравнивание посевного ложе.

Наличие рамы из шарнирных звеньев позволяет стабильно и надежно работать при сплошной поверхностной обработки почвы на глубинах 7-20 см после уборки урожая. Оснащение прогрессивным предохранительным устройством, с пружинным нагруженном для вспашки, позволяет успешно работать на каменистых почвах. Стандартное давление срабатывания указанных средств составляет 280 кг. Кроме того, они имеют высокую производительность и хорошие эколого-экономические показатели. Они удобны в обслуживании и имеют хороший дизайн.

Вместе с тем нельзя не отметить ряд недостатков. Они заключаются в том, что конструкция основного рабочего узла и механизма его крепления к общей раме в данном исполнении не позволяют обходить стойке препятствие сбоку на глубине обработки почвы с последующим возвратом в исходное положение. А это неминуемо приводит к разрушению узла или снижению надежности при размерах препятствия свыше 10 см в диаметре.

Указанный недостаток существенно снижает надежность и эффективность применения данных агрегатов при их использовании на невыровненных и засоренных камнями полях.

Камни, размеры которых достигают 10-40 см в условном диаметре, находящиеся в почве на технологически допустимых глубинах обработки, при соприкосновении с рабочими органами, создают дополнительное сопротивление до 1200 кг/с в зависимости от размеров.

Отдельные узлы и детали агрегата «Horsch - Агро-Союз» не выдерживают такие нагрузки. Об этом свидетельствует и утверждение самих разработчиков - «Стандартное давление срабатывания прогрессивных предохранителей для вспашки каменистых почв составляет 280 кг».

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является борона - Авторское свидетельство СССР №619133, кл. А01В 21/00, состоящая из рамы, зубьев, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде полусфер, каждый зуб снабжен хвостиком и опорной шайбой, между которой и рамой установлен упругий элемент в виде конической пружины.

При встрече с препятствием зуб может отклоняться в любой плоскости или несколько выгибается, обходя его, затем упругий элемент возвращает зуб в исходное положение. По ряду признаков данная конструкция является наиболее близким к предлагаемому изобретению, прототипом. Однако, без коренных изменений конструкции, его использование в качестве рабочего органа для паровой и междурядной культивации невозможно ввиду следующих недостатков.

При встрече с препятствием зуб бороны может отклоняться в любой плоскости под действием сил реакций, превышающих силы упругости конической пружины и силы трения между полусферическими поверхностями шарнира. Таким образом, зуб с хвостовиком поворачивается вокруг вертикальной оси на некоторый угол и остается в таком положении.

Наличие конической пружины дает зубу возможность принимать каждый раз вертикальное положение, но не может стойку вернуть в исходное положение в горизонтальной плоскости.

Применение конструкции данного изобретения в культиваторах, вместо стойки с рабочим органом, без кардинального изменения недопустимо. Это связано с тем, что положение стойки в горизонтальной плоскости будет постоянно меняться, что приведет к резкому увеличению тягового сопротивления агрегата, поломкам и перерасходу топлива, так как рабочие органы будут становиться поперек.

Учитывая изложенное, техническая задача предлагаемого изобретения заключается в следующем: создание универсального узла сельскохозяйственной машины, обеспечивающей повышение надежности, за счет отклонения рабочего органа при встрече с препятствием во всех направлениях с мгновенным возвращением в исходное положение.

Технический результат достигается тем, что к известным признакам ранее созданных аналогов и прототипа добавляются новые элементы, значительно повышающие технико-экономические параметры при их использовании в сельхозмашине в сравнении с известными.

Техническая задача решается следующим образом.

Узел сельскохозяйственной машины включает раму, стойку с хвостовиком и гайкой, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде полусфер. На стойке закреплена опорная шайба. Между шайбой и рамой установлена пружина. На торцах пружины по одной оси выполнены фиксирующие зацепы, входящие соответственно в пазы опорной шайбы и рамы. При этом один торец пружины входит в неподвижное кольцо, а другой плотно насажен на кольцевой выступ. На конце стойки закрепляется рабочий орган.

Сущность реализации технической задачи раскрывается на приведенных схемах:

на фиг.1 - узел сельскохозяйственной машины;

на фиг.2 - схема расположения вновь созданных узлов на сельскохозяйственной машине;

на фиг.3 - машинно-тракторный агрегат.

Как видно из фигуры 1, узел сельскохозяйственной машины включает раму 1, стойку 2 с хвостовиком 3 и гайкой 4, сопрягаемые поверхности которых выполнены в виде полусфер 5, а на стойке 2 закреплена опорная шайба 6. Между шайбой 6 и рамой 1 установлена пружина 7, отличающаяся тем, что на торцах пружины 7 по одной оси выполнены фиксирующие зацепы 8, входящие соответственно в пазы 9, опорной шайбы 6 и рамы 1. При этом один торец пружины 7 входит в неподвижное кольцо 10, а другой плотно насажен на кольцевой выступ 11 опорной шайбы 6.

Предлагаемый узел сельскохозяйственной машины работает следующим образом.

Сельскохозяйственный почвообрабатывающий агрегат, как видно из фиг.2, в зависимости от назначения укомплектовывается узлами, представленными на фиг.1.

К примеру, как видно из фиг.2, для сплошной обработки почвы (паровой культивации) такие узлы монтируются в шахматном порядке на передней и задней балках агрегата. Перед началом работы крепеж подтягивается. В зависимости от применения агрегата на типах почв - легких, средних, тяжелых величина затяжки гайки 4, от конца стойки 3, должна составлять соответственно: 16; 20 и 28 мм.

Далее, агрегат как видно из фиг.3, цепляется к трактору 1, и тягами навески 3, регулируется так, чтобы плоскости основания культиваторных лапок на узлах, относительно горизонта площадки составляли 5-7°.

Колеса 6, закрепленные на стойках 5, поднимаются вручную по вертикали и фиксируются так, чтобы разность между нижней точкой колес и нижней плоскостью культиваторных лап равнялся технологической глубине - h обработки почвы. Агрегат готов к эксплуатации и в транспортном положении доставляется к месту назначения. Путем переключения навески трактора в нейтральное положение агрегат опускается в начале поля на землю. Включается передача по движению машинно-тракторного агрегата вперед, и через считанные секунды стойки 2 с лапками заглубляются на необходимую глубину. Под воздействием сил сопротивлению продвижения узлов в почве стойки 2 отгибаются назад.

При этом витки передней части пружины 7 растягиваются, а задние сжимаются. Сопряжение полусферической гайки 5 и отверстия на раме 1, совместно с пружиной 7, зацепами 8 и отверстиями 9 для зацепов, способствуют мгновенному возвращению стойки 2 в исходное положение.

В связи с тем, что на лапку 12 в почве будут действовать силы сопротивления продвижению его в почве стойка 2 с лапкой 12 будут отклоняться назад, проворачиваясь в точке сферического сопряжения 5. Подтягивание сферической гайки от конца стойки на определенную величину позволит в процессе работы колебаться плоскости лапки в пределах ±1° относительно горизонта - оптимальной плоскости, параллельной горизонту.

Если в процессе работы лапка 12 встречает препятствие, которое вынуждает его отклоняться одновременно назад, вверх и в бок, и даже несколько развернуться вокруг своей оси, то цилиндрическая пружина 7 с зацепами 8 способна их компенсировать, а затем после обхода препятствия вернуть стойку 2 в исходное положение.

Таким образом, поставленная к реализации техническая задача решается совокупностью предложенных технических решений. Выполнение на торцах пружины 7 фиксирующих зацепов 8, входящих соответственно в пазы 9 опорной шайбы 6 и рамы 1, обеспечивает:

- отклонение стойки в любых направлениях и возврат мгновенно в исходное положение;

- повышение надежности узла в целом в сравнении с известными аналогами ведущих фирм;

- повышение ресурса работы узла при его эксплуатации на тяжелых и каменистых участках.

Наличие неподвижного кольца 10, обхватывающего пружину 7, и кольцевого выступа 11 на опорной шайбе 6 содействуют четкой фиксации пружины 7. Расположение зацепов 8 и пазов 9, по одной оси с направлением сжатия, позволяет в период работы витков пружины 7 исключить возможность выпадения зацепов 8 из пазов 9.

Таким образом, выполняется поставленная техническая задача - создание универсального узла, повышение надежности работы сельскохозяйственной машины за счет обеспечения технической возможности отклонения рабочего органа при встрече с препятствием во всех направлениях с мгновенным возвращением в исходное положение.

Экономическая эффективность машины заключается в снижении затрат на ремонт сельскохозяйственной машины на 30-35%, повышение эффективности эксплуатации и ресурса работы агрегата на 25-30%.

Универсальность крепления рабочих органов к стойке позволит расширить функциональные возможности узла при использовании на севе, глубоком рыхлении, безотвальной вспашке, паровой и междурядной культивации, окучивании и нарезании гребней, внесении минеральных удобрении. Узел сельскохозяйственной машины с новыми признаками изготавливать несложно, так как новые нестандартные детали просты в изготовлении. А рентабельность их производства в целом по расчетным данным составит от 30 до 40%. Учитывая изложенное, узел планируется производить на производственном участке ООО «ДПНБ».