Результат интеллектуальной деятельности: Культиватор

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям для поверхностной обработки почвы, а именно к культиваторам.

Известен рабочий орган культиватора, содержащий смонтированную на раме подвеску, имеющую форму параллелограмма, на которой закреплена стойка с лапой. Подвеска выполнена упругой и в каждом ее углу выполнены витки (патент России №2315456, опубл. 27.01.2008 г., бюл. №3).

Основными недостатками известного рабочего органа культиватора является то, что в процессе рыхления почвы снижается устойчивость хода стойки с лапой за счет возникновения большого суммарного изгибающего момента на витках упругой подвески. В результате стойка с лапой сильно отклонятся в сторону, что неизбежно может привести к выходу из строя хомута, который соединяет стойку с упругой подвеской. При этом в зависимости от плотности почвы необходимо устанавливать различные по упругости подвески, что снижает эксплуатационную технологичность рабочего органа культиватора.

Известен культиватор на упругих стойках, имеющий раму с установленными на ней S-образными пружинными стойками. Культиватор снабжен жестко закрепленными на раме и расположенными внутри пружинных частей S-образных стоек ограничителями. Ограничители имеют криволинейную поверхность, выполненную эквидистантно пружинной части стойки (патент России №2382538, опубл. 27.02.2010 г., бюл. №6).

Основным недостатком известного культиватора является то, что при соответствующем ограничении изгиба верхней части витка S-образной стойки за счет ограничителя обеспечивается увеличение амплитуды колебаний нижнего витка стойки, при этом возникает большой изгибающий момент в зоне крепления ограничителя, что может привести к его излому.

В качестве прототипа выбран культиватор (патент России №2464757, опубл. 27.10.2012 г., бюл. №30), содержащий раму с жестко присоединенными лапами с помощью S-образных пружинных стоек. В S-образных пружинных стойках в продольной плоскости выполнены сквозные пазы и поперечно расположенные относительно них насечки, взаимодействующие с ответными, выполненными на упорных пластинах криволинейной формы, жестко присоединенных к втулкам, которые подвижно установлены на пальцах, шарнирно связанных с рамой культиватора и также подвижно расположенных в упомянутых сквозных пазах S-образных пружинных стоек. Втулки с упорными пластинами криволинейной формы подпружинены пружинами сжатия относительно пальцев, шарнирно связанных с рамой культиватора.

Недостатком прототипа является возникновение колебаний в стойке за счет различной плотности почвы при движении лапы культиватора, при этом стойка будет отклоняться в направлении, противоположном движению лапы. Так как ответные насечки расположены снаружи стоек, то они не обеспечивают ограничение колебания стойки в направлении, противоположном движению. При этом пазы, имеющиеся в стойке, наоборот минимизируют ее жесткость в нижней части витка S-образной пружинной стойки и, как следствие, способствуют увеличению амплитуды колебания лапы, что приводит к повышению неравномерности глубины хода и снижению устойчивости движения рабочего органа культиватора и является существенным недостатком этого устройства.

Признаком ближайшего аналога, совпадающим с существенными признаками изобретения, является наличие в культиваторе рамы с присоединенными посредством Г-образных хомутов и стяжных болтов S-образными пружинными стойками, плоскорежущий рабочий орган.

Отличительным признаком технического решения является наличие упругих пластин, установленных на S-образных пружинных стойках и соединенных посредством нижних и верхних болтов с втулками, имеющими внутри резьбу для шарнирного соединения горизонтально расположенных болтов с проушинами фиксирующих пластин, имеющих болтовое соединение с прижимными пластинами, а на Г-образных хомутах посредством стяжных болтов установлены уголки, в которых, с помощью болтового соединения, установлены ограничители колебаний со сменными отверстиями, а верхние болты имеют полусферические головки с регулирующими гайками, плоскорежущие рабочие органы имеют по две L-образные стойки, соединяющиеся посредством вертикально расположенных заклепок со средним ножом и посредством горизонтально расположенных заклепок с боковыми ножами, причем соединительные элементы L-образных стоек выполнены в форме долот, под которыми имеются прямоугольные пазы для фиксации болтовых соединений S-образных пружинных стоек, причем ножи выполнены съемными.

Совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата: повышение устойчивости движения рабочего органа культиватора в почве независимо от ее плотности, повышение равномерности глубины хода и устойчивости движения плоскорежущих рабочих органов в почве независимо от ее плотности при культивации с одновременным увеличением их эксплуатационной надежности, обеспечение минимального крошения за счет меньшей амплитуды колебания пружинных стоек.

Техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень, так как достигаются особо хорошие свойства культиватора. Наличие втулок, имеющих внутри резьбу для шарнирного соединения горизонтально расположенных болтов с проушинами фиксирующих пластин, имеющих болтовое соединение с прижимными пластинами, обеспечивает устойчивое движение рабочих органов в почве независимо от ее физико-механического состава, за счет фиксации нижних частей витков S-образных пружинных стоек. Уголки, установленные на Г-образных хомутах посредством стяжных болтов, в которых, с помощью болтового соединения, установлены ограничители колебаний со сменными отверстиями, позволяющие одновременно с фиксацией нижних частей витков S-образных пружинных стоек, фиксировать и их верхние части витков, при этом создающиеся от малых колебаний ударные импульсы в верхних частях витков, за счет их взаимодействия с кромками ограничителей переходят по стойкам к рабочим органам, что дает возможность создавать эффект их самоочищения от налипшей почвы. Верхние болты имеют полусферические головки с регулирующими гайками, которые позволяют за счет регулирующей гайки регулировать зазор между головками и упругими пластинами, что обеспечивает усиление эффекта автоколебаний при возникновении соответствующих ударных импульсов, возникающих между полусферическими головками и упругими пластинами, что позволяет изменять интенсивность совместных ударных импульсов верхних частей витков с кромками ограничителей, а также между полусферическими головками и упругими пластинами, в зависимости от физико-механического состава почвы и ее плотности.

Задачей технического решения является повышение равномерности глубины хода и устойчивости движения плоскорежущих рабочих органов в почве независимо от ее плотности при культивации с одновременным увеличением их эксплуатационной надежности.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Культиватор, включающий раму с присоединенными, посредством Г-образных хомутов и стяжных болтов, S-образными пружинными стойками с плоскорежущими рабочими органами, дополнительно содержит упругие пластины, установленные на S-образных пружинных стойках и соединенные посредством нижних и верхних болтов с втулками, имеющими внутри резьбу для шарнирного соединения горизонтально расположенных болтов с проушинами фиксирующих пластин, имеющих болтовое соединение с прижимными пластинами, на Г-образных хомутах посредством стяжных болтов установлены уголки, в которых, с помощью болтового соединения, установлены ограничители колебаний со сменными отверстиями, причем верхние болты имеют полусферические головки с регулирующими гайками, плоскорежущие рабочие органы имеют по две L-образные стойки, соединяющиеся посредством вертикально расположенных заклепок со средним ножом и посредством горизонтально расположенных заклепок с боковыми ножами, причем соединительные элементы L-образных стоек выполнены в форме долот, под которыми имеются прямоугольные пазы для фиксации болтовых соединений S-образных пружинных стоек, причем ножи выполнены съемными, что позволяет повысить равномерность глубины хода и устойчивость движения плоскорежущих рабочих органов в почве независимо от ее плотности при культивации с одновременным увеличением их эксплуатационной надежности.

Техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид S-образных пружинных стоек с рабочими органами, расположенными на раме культиватора, вид сбоку.

На фиг. 2 - то же, вид спереди.

На фиг. 3 - то же, вид сзади.

Культиватор содержит (фиг. 1) раму 1 с присоединенными, посредством Г-образных хомутов 2 и стяжных болтов 3, S-образными пружинными стойками 4 (фиг. 2) с плоскорежущими рабочими органами 5. На S-образных пружинных стойках 4 установлены упругие пластины 6, соединенные с втулками 7 посредством нижних болтов 8 (фиг. 3) и верхних болтов 9, причем втулки 7 имеют внутри резьбу для шарнирного соединения горизонтально расположенных болтов 10 с проушинами 11 (фиг. 1) фиксирующих пластин 12, имеющих болтовое соединение 13 с прижимными пластинами 14. На Г-образных хомутах 2 посредством стяжных болтов 3 (фиг. 2) установлены уголки 15, в которых, с помощью болтового соединения 16, установлены ограничители колебаний 17 со сменными отверстиями 18. Верхние болты 9 имеют полусферические головки 19 с регулирующими гайками 20. Плоскорежущие рабочие органы 5 (фиг. 1) имеют по две L-образные стойки 21 (фиг. 2), соединяющиеся посредством вертикально расположенных 22 со средним ножом 23 и посредством горизонтально расположенных заклепок 24 с боковыми ножами 25. Соединительные элементы 26 L-образных стоек 21 выполнены в форме долот, под которыми имеются прямоугольные пазы 27 (фиг. 3) для фиксации болтовых соединений 28 S-образных пружинных стоек 4. Ножи 23, 25 выполнены сменными.

Культиватор работает следующим образом.

При обработке культиватором почвы на его S-образные пружинные стойки 4 с плоскорежущими рабочими органами 5 действует переменная сила сопротивления почвы Р, которая зависит от ее физико-механических свойств и глубины обработки (фиг. 1). Плоскорежущие рабочие органы 5 на S-образных пружинных стойках 4 начнут совершать колебательные движения за счет неравномерного характера разрушения почвы при ее рыхлении. Верхние и нижние части витков S-образных пружинных стоек 4, как упругие элементы, начнут прогибаться в направлении, противоположном движению рабочих органов 5. При малом сопротивлении почвы в результате прогиба верхние части витков S-образных пружинных стоек 4 начнут соприкасаться с ограничителями колебаний 17 со сменными отверстиями 18, позволяющими переустанавливать ограничители колебаний 17 при их интенсивном износе, что увеличит их срок эксплуатации. При этом возникают ударные импульсы в верхних частях витков за счет их взаимодействия с кромками ограничителей 17, которые переходят по стойкам 4 к рабочим органам 5, что создает эффект их самоочищения от налипшей почвы.

С увеличением сопротивления почвы возникает прогиб нижней части витков стойки 5. Стабилизацию жесткости (ее увеличение) нижней части витков стойки 5 начинают обеспечивать установленные упругие пластины 6, соединенные с втулками 7 посредством нижних 8 и верхних 9 болтов. Шарнирное соединение горизонтально расположенных болтов 10 с проушинами 11 фиксирующими пластинами 12, имеющими болтовое соединение 13 с прижимными пластинами втулок 7, имеющих внутри резьбу, дают возможность жестко фиксировать упругие пластины 6 в любых точках поверхности S-образных пружинных стоек 4, что приводит к изменению жесткости всей конструкции S-образных пружинных стоек 4. Возникающие малые колебания между жестко зафиксированными упругими пластинами 6 и верхней части витков стойки 5 ограничиваются верхними болтами 9, имеющими полусферические головки 19 с регулирующими гайками 20. Между полусферическими головками 19 и верхней частью витков стойки 5 возникают ударные импульсы, которые совместно с ударными импульсами, возникающими между ограничителями 17 и верхней частью витков стойки 5, усиливают эффект самоочищения и снижения силы сопротивления почвы P при движении рабочего органа 5 за счет увеличения частоты и малой амплитуды его колебаний в почве.

Ножи 23, 25 выполнены сменными, поэтому при потере работоспособности на рабочем органе 5 среднего ножа 23, либо боковых ножей 25, замена осуществляется не установкой нового рабочего органа 5, а лишь демонтажем с двух L-образных стоек 21 вертикально расположенных заклепок 22 для замены среднего ножа 23 или горизонтально расположенных заклепок 24 для замены боковых ножей 25 с последующим монтажом новых заклепок и ножей. Это дает возможность увеличить эксплуатационную надежность всего рабочего органа 5.

При встрече с препятствием рабочего органа 5 посредством среднего ножа 23 или двух боковых ножей 25 значительная деформация, которая может произойти в зоне болтовых соединений 28 S-образных пружинных стоек 4, будет минимальна за счет наличия на рабочем органе 5 соединительных элементов 26 L-образных стоек 21, выполненных в форме долот, под которыми имеются прямоугольные пазы 27, которые дают возможность жестко фиксировать S-образные пружинные стойки 4. Изгибающий момент, возникающий в зоне препятствия на ближайшей из стоек 4, воспринимают сразу обе стойки 4. Возникает прогиб нижней части витков в сторону рамы 1 у обеих стоек 5 и их упругих пластин 6, что приводит к приподнятию и обходу рабочим органом 5 возникшего перед ним препятствия. В результате сохраняется целостность конструкции и соблюдается требуемая геометрия резания пласта почвы при ее последующей культивации.

Использование предложенного культиватора позволит повысить равномерность глубины хода и устойчивость движения плоскорежущих рабочих органов в почве независимо от ее плотности при культивации с одновременным увеличением их эксплуатационной надежности.