глубокорыхлитель

Формула изобретения

Глубокорыхлитель, содержащий башмак, долото и закрепленную на раме и соединенную с башмаком стойку из набора пружинистых пластин различной длины, поперечное сечение которых ступенчато уменьшается по мере удаления от рамы, скрепленных между собой струбцинами, отличающийся тем, что он снабжен шарнирным параллелограммом, один шарнир которого совмещен с опорой последних пластин на башмаке, второй закреплен на заднем носке башмака, а два других - на раме, верхние концы пластин расширены, в них выполнены, по крайней мере, два отверстия, посредством которых и болтов стойка жестко закреплена на раме, при этом расположенное впереди стойки звено шарнирного параллелограмма в сечении выполнено в виде прямоугольника, одна из коротких сторон которого направлена в сторону движения и равна лобовому размеру стойки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам почвообрабатывающих орудий.

Известна стойка рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащая участки, один из которых (монтажный) выполнен в виде цилиндрической спиральной пружины, витки которой смещены в поперечном направлении от продольной оси стойки, при этом в нижней части монтажного участка закреплен рыхлящий элемент (см SU 15647745 А1, МПК⁵ А01В 35/20, 1988).

Технический недостаток подобных стоек рабочего органа: ограниченные функциональные возможности, в частности нестабильное положение рыхлящего элемента вследствие ненормированной деформации монтажного участка, что приводит к неравномерности тягового сопротивления и глубины хода.

Известно также почвообрабатывающее орудие, включающее раму, на которой посредством соединительного звена установлена батарея дисков, при этом соединительное звено выполнено в виде двух четвертных рессор, которые одним концом жестко закреплены на раме, а другие их концы соединены с подшипниковым узлом батареи (SU 1222208 А, МПК А01В 7/00, 23/04, 1986).

Технический недостаток данного орудия: ограниченные функциональные возможности - преодоление препятствия одной из половин батареи дисков; сложность конструкции на фоне названной функции.

Наиболее близким устройством к заявленному глубокорыхлителю является рессорная стойка корпуса плуга, содержащая башмак, долото и закрепленную на раме и соединенную с башмаком стойку из набора пружинистых пластин различной длины, поперечное сечение которых ступенчато уменьшается по мере удаления от рамы и скреплено между собой струбцинами (журнал "Техника в сельском хозяйстве" за 1975 год, №8, с.36, статья А.Крюкова).

Технический недостаток данной стойки: изменение положения долота при деформации рессорной стойки (из пружинистых пластин) - при взаимодействии долота и стойки с почвой, что нарушает технологический процесс рыхления почвы; рессорная стойка (на участке от дневной поверхности до башмака) участвует в деформации почвы, что приводит к забиванию частицами почвы промежутков между пружинистыми пластинами и несколько искажает технические показатели сборной стойки.

Техническая задача: повышение эксплуатационно-технических показателей при глубоком рыхлении почвы.

Технический результат: снижение динамических нагрузок, стабилизация положения долота, снижение тягового сопротивления.

Согласно изобретению глубокорыхлитель (как названо изобретение), содержащий башмак, долото и закрепленную на раме и соединенную с башмаком стойку из набора пружинистых пластин различной длины, поперечное сечение которых ступенчато уменьшается по мере удаления от рамы и скреплено между собой струбцинами, снабжен шарнирным параллелограммом, один шарнир которого совмещен с опорой последних пластин на башмаке, второй закреплен на заднем носке башмака, а два других - на раме, верхние концы пластин расширены, в них выполнены по крайней мере два отверстия, посредством которых и болтов стойка жестко закреплена на раме, при этом расположенное впереди стойки звено шарнирного параллелограмма в сечении выполнено в виде прямоугольника, одна из коротких сторон которого направлена в сторону движения и равна лобовому размеру стойки.

На фиг.1 изображен общий вид глубокорыхлителя, вид сбоку (рабочее положение); на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1.

Глубокорыхлитель содержит башмак 1, съемно закрепленное на башмаке долото 2 и закрепленную на раме 3 и соединенную с башмаком стойку 4. Стойка скомпонована из набора пружинистых пластин 5-7 различной длины, поперечное сечение которых ступенчато уменьшается по мере удаления от рамы. Пластины выполнены из пружинистой закаленной листовой стали, например 60С2А, и имеют толщину 10-12 мм (каждая). В местах изменения количества пластин последние скреплены между собой струбцинами 8. Верхние концы всех пластин имеют расширение 9, в них выполнены по крайней мере два отверстия 10, посредством которых и болтов 11 стойка 4 (все пластины 5-7) жестко закреплена на раме.

Глубокорыхлитель снабжен шарнирным параллелограммом 12, один шарнир 13 которого совмещен с опорой последних пластин 7 на башмаке 2, второй шарнир 14 закреплен на заднем носке башмака. Два других шарнира 15 и 16 закреплены на раме 3; база крепления шарнира 15 разнесена. Расположенное впереди стойки звено 17 шарнирного параллелограмма 12 в сечении выполнено в виде прямоугольника, одна из коротких сторон которого (шириной в) направлена в сторону движения и равна лобовому размеру стойки (также шириной в). Второе звено 18 параллелограмма в сечении может быть выполнено в виде круга.

Глубокорыхлитель работает следующим образом.

В исходном положении (не в работе) стойка 4 из набора пружинистых пластин 5-7 поворачивает вперед звенья 17 и 18 шарнирного параллелограмма 12 (на фиг.1 положение звеньев показано штрихпунктирными линиями). Это влечет за собой смещение вперед башмака 1 вместе с долотом 2. Связанное с этим некоторое изменение длины (по прямой) стойки 4 компенсируется за счет деформации пружинистых пластин - в основном выступающей части пластин 6 и в большей степени концов пластин 7. При задействовании глубокорыхлителя по прямому назначению на долото 2 со стороны почвы действует усилие. Вследствие этого происходит деформация и загрузка пружинистых пластин 5-7 стойки 4, при этом шарнирный параллелограмм 12 занимает положение, показанное на фиг.1 (возможны некоторые отклонения влево или вправо). Стойку 4 можно рассматривать как консольно защемленную балку, наибольший изгибающий момент в которой возникает в заделке - в нашем случае в месте крепления к раме 3 посредством болтов 11. Этим объясняется уменьшение поперечного сечения набора пластин (с конструктивно обусловленной ступенчатостью) по мере удаления от рамы 3.

При глубоком рыхлении почвы - на глубину 40 и более см - происходит блокированное резание почвы без отделения почвенной стружки. Вследствие этого срезанная долотом 2 почва накапливается на верхней плоскости долота и сжимается. После достижения критического объема от сжатого кома почвы отлетают во все стороны (только не вниз) фрагменты кома и нагрузка на долото снижается. Затем процесс повторяется. По этой причине долото глубокорыхлителя нагружается неравномерно - давление на верхнюю плоскость долота со стороны почвы носит скачкообразный характер, при этом процесс резания и деформации почвы сопровождается сдвигами почвы и ударами конца долота в почву. Это вызывает динамические нагрузки не только на долото, но и на весь глубокорыхлитель и даже на раму 3 и трактор. При таком характере нагрузки стойка 4 из пружинистых пластин 5-7 выступает в качестве демпфера и существенно снижает пики нагрузки на глубокорыхлитель, а также снижает тяговое сопротивление глубокорыхлителя. Этот процесс сопровождается отклонениями конца стойки 4. Но это не искажает заданное положение относительно горизонта башмака 1 с долотом 2 за счет действия шарнирного параллелограмма 12.

Деформация почвы производится также стойкой, которая продавливает в почве щель на глубине от башмака 1 до дневной поверхности. В нашем случае эту операцию выполняет расположенное впереди стойки 4 звено 17 шарнирного параллелограмма. Звено 17, имеющее в сечении форму прямоугольника, своей короткой стороной (шириной в) заслоняет стойку, поскольку лобовой размер стойки также имеет ширину в. Это улучшает работу пружинистых пластин 5-7 стойки, в частности предотвращает забивание частицами почвы промежутков между пластинами и не нарушает расчетные характеристики стойки 4 изменяемой геометрии. В связи с нагрузкой со стороны почвы на звено 17 параллелограмма его прочность обеспечивается соотношением ширины и длины прямоугольника. Основная нагрузка от долота 2 передается на раму 3 посредством стойки 4, работающей в данном случае по принципу консольной балки.

Таким образом, в описанном глубокорыхлителе достигается повышение эксплуатационно-технологических показателей при глубоком рыхлении почвы.