предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия

Формула изобретения

Предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, содержащее телескопический гидроцилиндр, шарнирно установленный между рамой и грядилем, отличающееся тем, что в гидроцилиндр помещены упругие элементы в виде заполненных газом герметичных капсул из эластичного материала бочкообразной формы со сферическими днищами, причем наружные радиусы сфер боковой поверхности и днищ упругих элементов одинаковы, а толщина стенок определяется из соотношения

S = (0,15...0,30)R,

где R - радиусы боковой поверхности и днищ упругих элементов;

S - толщина стенок упругих элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к средствам защиты почвообрабатывающих орудий, используемых для обработки почвы на вырубках, засоренных камнями и пнями.

Известно предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, включающее установленые на раме гидроцилиндры и сообщающиеся с ними пневмогидравлические аккумуляторы, при этом грядили рабочих органов связаны со штоками гидроцилиндров [1].

Недостаток устройства заключается в раздельном использовании гидроцилиндров и пневмоаккумуляторов, что требует соединения их между собой гидравлическими шлангами. Это усложняет конструкцию и снижает надежность предохранительного устройства. Кроме того, такой предохранитель экономически нецелесообразно использовать на почвообрабатывающих орудиях с одним рабочим органом, таким как, например, однокорпусный лесной плуг, бороздопрокладыватель, рыхлитель и др.

Наиболее близким изобретением к предложенному является предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, содержащее телескопический гидроцилиндр, шарнирно установленный между рамой и грядилем [2].

Недостатками такого устройства являются его высокая чувствительность к изменению температуры окружающей среды и утечкам рабочей жидкости, а также повышение требования к конструкции уплотнения штока из-за высокого рабочего давления, которое может достигать 100 МПа, что в 6 - 8 раз больше такого давления у пневмогидралических предохранителей.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности предохранительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроцилиндр помещены упругие элементы в виде заполненных газом герметичных капсул из эластичного материала бочкообразной формы со сферическим днищем, причем наружные радиусы сфер боковой поверхности и днищ упругих элементов одинаковы, а толщина стенок определяется из соотношения S = 0,15 ...0,30 R, где R - радиусы боковой поверхности и днищ упругих элементов, S - толщина стенок упругих элементов.

На фиг. 1 изображено предохранительное устройство почвообрабатывающего оружия; на фиг. 2 - упругий элемент.

Предохранительное устройство содержит телескопический гидроцилиндр, состоящий из наружного цилиндра 1 и размещенного в нем подвижного цилиндра 2, общая полость которых заполнена рабочей жидкостью и упругими элементами в виде капсул 3. При этом днище цилиндра 1 шарнирно закреплено на раме 4 почвообрабатывающего орудия, а днище цилиндра 2 - на поворотном грядиле 5 с рабочим органом 6. Грядиль 5 опирается на упор 7.

Предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия работает следующим образом.

При движении рабочего органа в почве грядиль 5 прижат к упору 7 усилием цилиндра 2 благодаря предварительному давлению рабочей жидкости, поддерживаемому за счет упругих свойств поджатых стенок капсул 3 и находящегося в них газа. Предварительное давление рабочей жидкости первоначально и при его снижении от возможных утечек рабочей жидкости в процессе эксплуатации периодически, по мере необходимости, восстанавливается от внешнего источника, например, от гидросистемы трактора с помощью вентиля и обратного клапана, вмонтированных в днище цилиндра 1 (не показано).

При наезде на препятствие грядиль 5 с рабочим органом 6 поворачивается вверх и вдвигает подвижный цилиндр 2 в цилиндр 1, повышая в них давление. Под возросшим давлением рабочей жидкости в гидроцилиндре поверхности стенок капсул 3 деформируются, аккумулируя таким образом энергию как от упругой деформации капсул, так и от сжимаемого в них газа. При этом суммарный рабочий объем цилиндров 1 и 2, количество и геометрические размеры капсул 3 подбирают таким образом, чтобы при максимальном отклонении вверх грядиля 5 подвижный цилиндр 2 мог бы беспрепятственно вдвинуться в цилиндр 1.

После преодоления препятствия рабочий орган 6 возвращается в исходное положение под воздействием накопленной в гидроцилиндре энергии.

Принятая бочкобразная форма капсул 3 со сферическими боковыми поверхностями выбрана опытным путем из большого числа возможных вариантов. Она является наиболее целесообразной для такого типа упругого элемента, в котором максимально используются одновременно упругие свойства эластичного материала стенок капсул 3 и находящегося в них газа. При этом при меньших или больших, чем указано в приведенном соотношении значениях, толщины стенок капсул 3 их упругие свойства не дают желаемого эффекта и не обеспечивают необходимой работоспособности предохранительного устройства.

Таким образом, в предлагаемом предохранительном устройстве почвообрабатывающего орудия телескопический гидроцилиндр, заполненный капсулами 3 из эластичного материала бочкообразной формы, совмещает в себе функции аккумулятора энергии и рабочего гидроцилиндра. Это существенно упрощает конструкцию предохранителя и позволяет устанавливать его индивидуально на каждый рабочий орган любого почвообрабатывающего орудия. Кроме того, за счет одновременного использования упругих свойств материала стенок капсул 3 и находящегося в них газа существенно снижено рабочее давление в гидроцилиндре, что в сочетании с упрощением конструкции повышает надежность такого предохранительного устройства.