Результат интеллектуальной деятельности: Штанговая приставка

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в паровых культиваторах.

Известна штанговая приставка, содержащая закрепленные на раме культиваторные лапы, подвески, жестко соединенные с культиваторными лапами, и штанги, закрепленные в подвесках на подшипниках (авторское свидетельство SU 1604175, МПК А01В 35/00, А01В 49/02).

Основным недостатком описанного устройства является низкая эффективность уничтожения сорняков вместе с корнями и выбрасывания их на поверхность почвы вследствие отсутствия привода штанг, так как их вращение происходит за счет реактивного момента, возникающего от контакта цилиндрической образующей штанги с почвой. Вследствие этого направление вращения штанги совпадает с направлением вращения опорных колес культиватора. Вместе с тем известно, что для обрыва корней сорняков и извлечения их на поверхность почвы необходимо, чтобы штанга вращалась в направлении против направления вращения опорных колес культиватора (Харьковский В.И. Обоснование и расчет основных параметров почвообрабатывающих машин [Текст]: Учеб пособие / В.И. Харьковский, Э.Б. Щербина, Н.Н. Мирошниченко. - 2е изд., испр. - Ростов-на-Дону: Рост. гос. акад. с-х машиностроения, 2008. - С. 60-61).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является штанговая приставка (прототип), содержащая раму, связанную со стойками, снабженными лапами, жесткие подвески, шарнирно прикрепленные к стойкам, штангу, установленную на подвесках с возможностью вращения и снабженную пружинами. Пружины установлены впереди штанги по ходу движения культиватора. Лапы установлены перед роликами, закрепленными на штанге с боковых ее сторон (авторское свидетельство SU 287434, МПК А01В 35/18).

Основным недостатком описанного устройства является пониженная эффективность уничтожения сорняков вместе с корнями и выбрасывания их на поверхность почвы вследствие установки пружин впереди штанги по ходу движения культиватора. Так, построение треугольника сил из силы рабочего тягового сопротивления штанги Rш, силы упругости пружины F и результирующей силы Rшр (фиг. 4, 5) относительно общей точки их пересечения показывает, что момент, создаваемый результирующей силой Rшр, приложенной к подвеске на плече h относительно полюса О, вращает штангу в ее подшипниках вокруг своей оси в направлении, совпадающем с направлением вращения опорных колес культиватора, то есть по часовой стрелке. Вместе с тем, как было указано выше, известно, что для увеличения эффективности выдергивания корней вместе с сорняками и выбрасывания их на поверхность почвы необходимо, чтобы штанга вращалась в направлении против направления вращения ходовых колес культиватора.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании штанговой приставки с повышенной эффективностью уничтожения сорняков вместе с корнями и выбрасывания их на поверхность почвы при обработке почвы паровыми штанговыми культиваторами.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в штанговой приставке, содержащей раму, связанную со стойками, снабженными лапами, жесткие подвески, шарнирно прикрепленные к стойкам, штангу, установленную на подвесках с возможностью вращения и снабженную пружинами, согласно изобретению свободные участки подвесок, расположенные по ходу движения за штангой, выполнены в виде секторов с отверстиями. При этом в отверстиях секторов зафиксированы резьбовыми участками свободные концы каждого из введенных в устройство стержней, а другие свободные концы каждого из названных стержней шарнирно прикреплены к раме. На стержнях жестко смонтированы шайбы, а регулируемые пружины, упирающиеся в шайбы и секторы, зафиксированы гайками, установленными на резьбовых участках стержней.

Повышение эффективности уничтожения сорняков происходит за счет того, что в рабочем положении штанга, заглубляясь в почву и вращаясь в ее подшипниках вокруг своей оси в направлении, противоположном вращению опорных колес культиватора, то есть, по часовой стрелке, за счет трения сорняков о цилиндрическую образующую штанги и поступательного движения приставки извлекает сорняки из почвы, наматывая на себя стебли сорняков и выдергивая корни вместе с сорняками. После этого штанга выбрасывает их на поверхность почвы.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема штанговой приставки с приложенными к ней силами; на фиг. 2 - схема треугольника сил, приложенных к штанговой приставке; на фиг. 3 - схема фрагмента штанговой приставки, вид сверху; на фиг. 4 - схема штанговой приставки, выбранной в качестве прототипа, с приложенными к ней силами, причем для элементов фиг. 4 использованы те же обозначения, что и для элементов фиг. 1.; на фиг. 5 показана схема треугольника сил, приложенных к штанговой приставке, выбранной в качестве прототипа.

Кроме того, на чертеже дополнительно обозначено следующее:

- Rш - сила рабочего тягового сопротивления штанги;

- F - сила упругости пружины;

- Rшр - результирующая сил Rш и F;

- h - плечо силы Rшр относительно оси вращения штанги;

- V_м - направление движения штанговой приставки;

- α - угол приложения силы Rш относительно горизонта;

- δ - угол приложения силы F относительно горизонта;

- ψ - угол приложения силы Rш относительно горизонта;

- ω - направление вращения штанги;

- О - полюс.

Предлагаемая штанговая приставка содержит раму 1, связанную со стойками 2, снабженными лапами 3, жесткие подвески 4, шарнирно прикрепленные к стойкам 2, штангу 5, установленную на подвесках 4 с возможностью вращения в подшипниках и снабженную пружиной 6. Свободные участки подвесок 4, расположенный по ходу движения за штангой 5, выполнен в виде секторов 7 с отверстиями 8. Отверстия 8 зафиксированы резьбовыми участками свободных концов введенных в них стержней 9. Другие свободные концы стержней 9 шарнирно прикреплен к раме 1. На стержнях 9 жестко смонтированы шайбы 10. Регулируемые пружины 6, упираются в шайбы 10 и секторы 7 и зафиксированы гайками 11, установленными на резьбовых участках стержней 9 (фиг. 1-3).

Работает штанговая приставка следующим образом. При переводе культиватора в рабочее положение рама культиватора, опускаясь, через подвески 4, заглубляет в почву штангу 5. Вращаясь в направлении, противоположном вращению опорных колес, штанга 5 перемещается на глубине 10-12 см, вырывает сорняки и выносит их на поверхность почвы.

Изменение направления вращения штанги 5 объясняется тем, что пружина 6 прикреплена к раме 1 таким образом, что точка приложения силы упругости пружины 6 действует сзади штанги 5 по ходу движения приставки. Из построенного треугольника сил Rш, F и Rшр относительно общей точки пересечения сил Rш и F следует, что момент, создаваемый результирующей силой Rшр, приложенной к штанге через сектор 7 на плече h относительно полюса О, вращает штангу 5 в ее подшипниках вокруг своей оси в направлении, противоположном направлению вращения опорных колес культиватора - против часовой стрелки. Кроме того, благодаря действию на нее усилия сжатия пружины 6, штанга 5 лучше заглубляется и копирует рельеф поля.

Это исключает необходимость использования для вращения штанги цепного привода от опорных колес.

Гайкой 11 при работе устройства можно изменять силу упругости пружины 6, воздействующей на сектор 7, а перемещением стержня 9 в отверстии 8 можно регулировать точку приложения силы упругости пружины, действующей на сектор 7.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения приводит к повышению эффективности уничтожения сорняков при обработке почвы паровыми культиваторами путем выдергивания корней вместе с сорняками и выбрасывания их на поверхность почвы.