Результат интеллектуальной деятельности: КУЛЬТИВАТОР ДЛЯ СПЛОШНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям, предназначенным для сплошной поверхностной обработки почвы.

Известен культиватор, содержащий поперечный брус с опорными колесами, прицепное устройство, шарнирно соединенные с поперечным брусом секции с рабочими органами и копирующими колесами, механизм перевода секций в транспортное положение и механизм изменения глубины хода рабочих органов [RU 2090025, опубл. 1997.09.20, А01В 39/18].

К недостаткам данного культиватора можно отнести необходимость фиксации секций культиватора в транспортном положении, недостаточно высокую производительность агрегата и вероятность пропуска сорняков при отклонениях орудия от прямолинейного движения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является культиватор сплошной обработки почвы, включающий секционную раму, опорно-транспортные колеса, рабочие органы, шлейф (каток, бороны), причем для присоединения прицепного культиватора к трактору на раме, снабженной двумя симметричными крыльями, размещена сница, которая жестко прикреплена к передней балке и трубам рамы культиватора скобами, колесная пара с гидроцилиндром выполнена шарнирно закрепленной к раме и служит опорной частью культиватора, кроме того, культиватор снабжен трубопроводами с разрывными муфтами для соединения гидроцилиндров с трактором, а также гидроцилиндром, разгружаемым при дальнем транспортировании фиксатором, который выполнен с возможностью при работе укладываться на балки рамы, а рабочими органами служат стойки и закрепленные на них лапы, выполненные с возможностью регулировки глубины хода [RU 2388200, опубл. 10.05.2010, А01В 35/00].

К недостаткам данного культиватора можно отнести необходимость фиксации секций культиватора в транспортном положении, недостаточно высокую производительность агрегата и вероятность пропуска сорняков при отклонениях орудия от прямолинейного движения.

Задачей настоящего изобретения является упрощение схемы перевода орудия в транспортное положение из рабочего и наоборот, повышение производительности культиваторного агрегата и повышение полноты удаления сорных растений.

Поставленная задача достигается за счет того, что у культиватора для сплошной обработки почвы, включающего секционную раму с двумя симметричными крыльями, прицепную сницу, жестко закрепленную в центральной части рамы, опорно-транспортные колеса в виде колесной пары, связанной с гидроцилиндром и шарнирно закрепленной на раме, рабочие органы и шлейф, длина прицепной сницы культиватора обеспечивает отношение рабочей ширины захвата культиватора к продольному расстоянию между прицепной серьгой и средним рядом рабочих органов более 1,5. Рабочая ширина крыльев равна половине ширины центральной секции, на центральной секции и крыльях рамы закреплены двухпружинные подвески рабочих органов, причем соседние рабочие органы в последовательных по ходу движения рядах установлены с перекрытием, величина которого определяется из зависимости с=с_н+k(l_п-l_н) (где с_н - рекомендуемая величина перекрытия соседних рабочих органов при продольном расстоянии между ними 0,4…0,5 м, с_н=0,04…0,05 м; k - коэффициент пропорциональности, k≈0,04; l_п - продольное расстояние между рядами рабочих органов, м; l_н - рекомендуемое продольное расстояние между рядами рабочих органов, l_н≈0,45 м). При этом оси шарниров соединения центральной секции и крыльев рамы расположены выше верхних точек подвесок рабочих органов, а у передних шарниров центральная секция и крыло рамы дополнительно связаны посредством шарнирно сочлененных рычага и тяги, причем рычаг содержит три шарнира: нижний связывает рычаг с центральной секцией рамы, верхний - с тягой, средний - со штоком гидроцилиндра, также шарнирно связанного с центральной секцией рамы культиватора.

Тяга имеет два шарнира, один из которых связан с крылом рамы, а второй - с рычагом, при этом расстояние между нижним и средним шарнирами рычага l_нсшр>l_шгс-l_гцк (где l_шгс - расстояние между шарниром, соединяющим боковую и центральную секции рамы, и шарниром присоединения гидроцилиндра к центральной секции рамы культиватора, м; l_гцк - длина гидроцилиндра при полностью втянутом штоке, м), а верхний шарнир рычага при втянутом штоке гидроцилиндра расположен в одной горизонтальной плоскости с шарниром соединения центральной секции и крыла рамы. При этом отношение расстояния между нижним и средним шарнирами рычага к расстоянию между внешними шарнирами рычага составляет 0,86…0,88, а отношение расстояния между средним и верхним шарнирами рычага к расстоянию между внешними шарнирами - 0,34…0,36, длина тяги примерно равна расстоянию между внешними шарнирами рычага, а на центральной секции рамы симметрично относительно продольной оси орудия расположены опоры, высота которых равна двойной высоте расположения над рамой шарнира, связывающего центральную и боковую секции рамы.

Предложенное изобретение поясняется иллюстрациями: на фиг. 1 изображен предложенный культиватор для сплошной обработки почвы в рабочем положении, вид сверху; на фиг. 2 - механизм складывания крыльев рамы; на фиг. 3 - культиватор в транспортном положении, вид сбоку.

Культиватор включает секционную раму, содержащую центральную секцию 1 (фиг. 1) и симметричные крылья 2 и 3, причем ширина каждого из крыльев 2 и 3 равна половине ширины центральной секции 1 рамы. К центральной секции 1 жестко крепится прицепная сница 4, длина которой обеспечивает отношение рабочей ширины захвата культиватора В_р к продольному расстоянию L_П между прицепной серьгой и средним рядом рабочих органов более 1,5 (В_p/L_П>1,5). Центральная секция 1 рамы опирается на опорно-транспортные колеса 5 в виде колесной пары, связанной с гидроцилиндром и шарнирно закрепленной на раме. На центральной секции 1 и крыльях 2 и 3 рамы закреплены подвески 6 рабочих органов, предохранители которых выполнены в виде сдвоенных пружин. Причем соседние рабочие органы в последовательных по ходу движения рядах установлены с перекрытием, величина которого определяется из зависимости с=с_н+k(l_п-l_н) (где с_н - рекомендуемая величина перекрытия соседних рабочих органов при продольном расстоянии между ними 0,4…0,5 м, с_н=0,04…0,05 м; k - коэффициент пропорциональности, k≈0,04; l_п - продольное расстояние между рядами рабочих органов, м; l_н - рекомендуемое продольное расстояние между рядами рабочих органов, l_н≈0,45 м).

В передней части культиватора размещены опорные колеса 7, в задней - шлейф 8 в виде катка (катков), пружинной или зубовой бороны, или их сочетания. При этом оси шарниров 9 (фиг. 2) соединения центральной секции 1 и крыльев 2 и 3 рамы расположены выше верхних точек подвесок 6 рабочих органов, а у передних шарниров 9 центральная секция 1 и крыло рамы 2 (3) дополнительно связаны посредством шарнирно сочлененных рычага 10 и тяги 11. Рычаг 10 содержит три шарнира: нижний шарнир 12 связывает рычаг 9 с центральной секцией 1 рамы, верхний шарнир 13 - с тягой 11; а средний шарнир 14 - со штоком гидроцилиндра 15, также шарнирно связанного с центральной секцией 1 рамы культиватора.

Тяга 11 имеет два шарнира: шарнир 16 связан с крылом рамы 2 (3), а шарнир 13 - с рычагом 10. При этом расстояние между нижним 12 и средним 14 шарнирами рычага 10 соответствует условию l_нсшр>l_шгс-l_гцк (где l_шгс - расстояние между шарниром 9, соединяющим крыло 2 (3) и центральную секцию 1 рамы, и шарниром 17 присоединения гидроцилиндра 15 к центральной секции 1 рамы культиватора, м; l_гцк - длина гидроцилиндра 15 при полностью втянутом штоке, м), а верхний шарнир 13 рычага 10 при втянутом штоке гидроцилиндра 15 расположен в одной горизонтальной плоскости с шарниром 9 соединения центральной секции 1 и крыла 2 (3) рамы. При этом отношение расстояния между нижним 12 и средним 14 шарнирами рычага 10 к расстоянию между внешними 12 и 13 шарнирами рычага 10 составляет 0,86…0,88, а отношение расстояния между средним 14 и верхним 13 шарнирами рычага 10 к расстоянию между внешними шарнирами - 0,34…0,36. Длина тяги 11 примерно равна расстоянию между внешними шарнирами 12 и 13 рычага 10. Кроме того, на центральной секции 1 рамы симметрично относительно продольной оси орудия расположены опоры 18, высота которых (фиг. 3) равна двойной высоте Н (фиг. 2) расположения над рамой шарниров 9, связывающих центральную секцию 1 рамы и крылья 2 и 3.

Культиватор предложенной конструкции работает следующим образом.

При рабочем ходе культиватора центральная секция 1 (фиг. 1) и крылья 2 и 3 рамы культиватора находятся примерно в одной горизонтальной плоскости и перемещаются над поверхностью поля, на высоте, обусловленной положением опорных колес 7, опорно-транспортных колес 5 и шлейфа 8 (при использовании катков). При этом рабочие органы, размещенные на подвесках 6, рыхлят на заданную глубину поверхностный слой почвы, подрезают сорняки, а расположенный сзади шлейф 8 выравнивает борозды, которые образуются от прохода рабочих органов. Шарнирное соединение центральной секции 1 и крыльев 2 и 3 рамы позволяет обеспечить качественное копирование рельефа поля в поперечном направлении, а короткая прицепная сница 4, соответствующая условию B_p/L_П>1,5 (см. фиг. 1), повышает способность к копированию продольного рельефа поверхности поля, что способствует снижению неравномерности глубины обработки почвы. Кроме того, короткая прицепная сница 4 позволяет сократить ширину поворотной полосы, снизить время на повороты и, как следствие, повысить производительность агрегата. При этом наличие двух пружин в механизме подвески 6 рабочих органов позволяет снизить вероятность отклонения стойки рабочего органа от вертикали. Выполнение зависимости с=с_н+k(l_п-l_н) приводит к росту величины перекрытия соседних рабочих органов при увеличении продольного расстояния между ними, а это, в свою очередь, позволяет исключить пропуски сорняков при угловых горизонтальных колебаниях рамы культиватора до 4-5° даже при большой продольной «глубине» расположения рабочих органов.

Помимо прочего конструкция механизма складывания рамы (фиг. 2) (положение шарнира 9, соединяющего центральную секцию 1 и крыло 2 (3) рамы, соотношение ширины центральной секции 1 и крыльев 2 (3) рамы, соотношение плеч рычага 10 и тяги 11, взаимное расположение шарниров 12, 13, 14, 16 и 17) позволяет при относительно незначительной величине рабочего хода штока гидроцилиндра 15 обеспечить поворот крыла 2 (3) вокруг шарнира 9 на угол, близкий к 180°, а наличие и размеры опор 18 (фиг. 3) дают возможность надежного размещения крыльев 2 и 3 рамы культиватора при его транспортном положении без необходимости их дополнительной фиксации. Это упрощает схему перевода культиватора из рабочего положения в транспортное и обратно, обеспечивает компактность конструкции культиватора, его устойчивость и маневренность в транспортном положении.