МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ СЕЯЛКИ
MECHANISM OF SEEDER DEPTH ADJUSTMENT

Уровень техники
Настоящее изобретение по существу относится к механизму регулирования сеялки и, более конкретно, к узлу регулирования глубины, выполненному с возможностью изменения глубины проникновения инструмента, взаимодействующего с землей, регулированием положения фиксирующего элемента в прорези в поддерживающей структуре прикатывающего ролика и соответствующей прорези в рычаге прикатывающего ролика.
В общем, сеялки прицепляются к трактору или другой рабочей машине через фиксирующий кронштейн, закрепленный на жесткой раме сеялки или посадочной машины. Такие сеялки обычно содержат инструмент, взаимодействующий с землей, или сошник, который образует борозду для высадки семян в грунт. Сошник используется для измельчения грунта, чтобы в него можно было поместить семена. После того как семя будет уложено в борозду, следующий после сошника прикатывающий ролик уплотняет грунт над уложенным семенем. Прикатывающий ролик также служит для регулирования глубины проникновения сошника в грунт. В некоторых конструкциях глубина проникновения сошника регулируется путем изменения вертикального положения прикатывающего ролика относительно сошника.
В обычной конструкции прикатывающий ролик шарнирно соединен с опорной конструкцией прикатывающего ролика рычагом прикатывающего ролика. Поворот рычага прикатывающего ролика относительно опорной структуры изменяет вертикальное положение прикатывающего ролика. В некоторых конструкциях рычаг прикатывающего ролика содержит множество отверстий, выполненных с возможностью приема фиксирующего элемента. Эти отверстия расположены так, чтобы можно было изменять угол между рычагом прикатывающего ролика и поддерживающей структурой прикатывающего ролика, устанавливая фиксирующий элемент в конкретное отверстие. Однако извлечение фиксирующего элемента из отверстия, поворот рычага прикатывающего ролика относительно поддерживающей структуры и установка фиксирующего элемента в другое отверстие отнимает слишком много времени. Кроме того, в некоторых устройствах может иметься большее количество сошников (например, более 50, 60, 70, 80, 90 или более). Поскольку сошники обычно должны выдерживать одну и ту же глубину проникновения, длительность процесса регулирования глубины умножается на количество сошников, имеющихся в устройстве. Следовательно, переналадка сеялки на другую глубину проникновения может привести к задержкам при посеве, что снижает эффективность посева.
Раскрытие изобретения
Согласно настоящему изобретению предлагается механизм регулирования глубины сеялки, выполненный с возможностью облегчения быстрой переналадки инструмента, взаимодействующего с грунтом, для изменения глубины проникновения. В приведенном в качестве примера варианте осуществления сеялка содержит инструмент, взаимодействующий с грунтом, и рычаг прикатывающего ролика, шарнирно соединенный с поддерживающей структурой прикатывающего ролика. Сеялка также содержит прикатывающий ролик, соединенный с возможностью вращения с рычагом прикатывающего ролика и выполненный с возможностью качения по поверхности почвы для ограничения глубины проникновения инструмента, взаимодействующего с грунтом, в почву. Сеялка также содержит узел регулирования глубины, содержащий прорезь в поддерживающей структуре прикатывающего ролика, соответствующую прорезь в рычаге прикатывающего ролика и фиксирующий элемент, проходящий через эти прорези. В такой конструкции глубина проникновения инструмента, взаимодействующего с грунтом, изменяется регулированием положения фиксирующего элемента в прорезях. Поскольку фиксирующий элемент в процессе регулирования остается вставленным в прорези, глубину проникновения инструмента, взаимодействующего с землей, можно изменить быстрее, чем в конструкциях, которые требуют извлечения фиксирующего элемента для изменения положения рычага прикатывающего катка.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более понятными из приведенного ниже подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и на которых:
фиг.1 - вид в перспективе сеялки, содержащей множество высаживающих устройств, каждое из которых содержит узел регулирования глубины;
фиг.2 - вид в перспективе, приведенной в качестве примера сеялки, имеющей узел регулирования глубин, выполненный для облегчения ускоренной переналадки;
фиг.3 - вид сбоку сеялки по фиг.2, иллюстрирующий работу сошника и прикатывающего ролика.
фиг.4 - подробный вид сбоку узла регулирования глубины по линии 4-4 на фиг.3;
фиг.5 - вид с пространственным разнесением элементов узла регулирования глубины по фиг.2, и
фиг.6 - вид сбоку сеялки по фиг.2, иллюстрирующий поворот рычага прикатывающего ролика.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 представлен вид в перспективе сеялки 10. Сеялка 10 предназначена для буксировки рабочей машиной, например, трактором. Сеялка содержит узел 12 дышла, который показан в форме А-образной сцепной рамы. Узел 12 дышла может содержать сцепное устройство, которое используется для крепления к соответствующему сцепному устройству трактора через шар, хомут или другое соединительное устройство. Узел 12 дышла соединен с рабочим брусом 14, который поддерживает множество инструментальных блоков 16. Каждый инструментальный блок 16 содержит множество высеивающих устройств, например, показанных анкерных сошников 18. Как более подробно описано ниже, каждый анкерный сошник 18 содержит узел регулирования глубины, выполненный с возможностью ускоренной переналадки анкерного сошника 18 на разные глубины проникновения.
На фиг.2 показан вид в перспективе анкерного сошника 18, имеющего узел регулирования глубины, позволяющий быстро переналаживать глубину проникновения анкерного сошника. Следует понимать, что анкерный сошник 18 относится к высевающей секции, которую можно устанавливать на сельскохозяйственном орудии, например, сеялке 10, показанной на фиг.1. Как показано на чертеже, анкерный сошник 18 содержит опорную раму 20, фиксирующие кронштейны 22, первый элемент 24, второй элемент 26 и смещающее устройство, например, цилиндр 28 (например, узел, состоящий из гидравлического и/или пневматического цилиндра и поршня). Цилиндр 28 может быть гидравлически соединен с источником, подающим поток гидравлической жидкости под давлением, который смещает шток поршня, выходящий из цилиндра. Опорная рама 20 и кронштейн 22 выполнены с возможностью сопряжения с инструментальным блоком 16, прикрепляя тем самым анкерный сошник к сеялке 10. Например, на инструментальном блоке 16 можно установить параллельно множество анкерных сошников 18 для формирования высеивающего устройства. В описываемой конфигурации первый элемент 24, второй элемент 26 и опорная рама 20 образуют элементы параллельного рычажного механизма, известного также как четырехкулисный механизм с качающимися рычагами. Следует отметить, что элементы анкерного сошника 18, такие как опорная рама 20, фиксирующие кронштейны 22, первый элемент 24 и второй элемент 26, могут быть выполнены из любого подходящего материала, например из стали.
Цилиндр 28 прикреплен к стойке 30 пальцем, расположенным на конце штока поршня. Инструмент, взаимодействующий с землей, например, показанный сошник 32, также прикреплен к стойке 30 и выполнен с возможностью взаимодействия с почвой. Сила контакта между сошником 32 и почвой создает момент вокруг поворотного шарнира стойки. Сопротивление этому моменту оказывает сила, прилагаемая к стойке 30 цилиндром 28. Кроме того рычажный механизм выполнен с возможностью облегчения вертикальных перемещений сеялки 10, удерживая сошник 32 на требуемой глубине проникновения в почве. Как показано на чертеже, рычажный механизм соединен с поддерживающей структурой прикатывающего ролика, например, с показанной поддерживающей пластиной 34 прикатывающего ролика.
Рычаг 36 прикатывающего ролика, включая прикатывающий ролик 38, шарнирно соединен с поддерживающей структурой 34 прикатывающего ролика. Прикатывающий ролик 38 катится по поверхности почвы для уплотнения почвы поверх уложенных семян, а также для ограничения глубины проникновения сошника 32. Как показано на чертеже, палец 40, проходящий через отверстия в рычаге 36 прикатывающего ролика и в поддерживающей структуре 34 прикатывающего ролика, позволяет рычагу 36 поворачиваться относительно поддерживающей структуры 34. Однако в рабочем режиме поворот рычага 36 относительно поддерживающей структуры 34 заблокирован узлом 42 регулирования глубины. Как более подробно будет описано ниже, узел 24 регулирования глубины содержит фиксирующий элемент, расположенный в прорези в поддерживающей структуре 34 прикатывающего ролика и в соответствующей прорези в рычаге 36 прикатывающего ролика. В запертом положении этот фиксирующий элемент блокирует поворот рычага 36 относительно поддерживающей структуры 34. Наоборот, в незапертом положении фиксирующий элемент можно перемещать в соответствующих прорезях для регулирования углового положения рычага 36 относительно пальца 40. Такое регулирование изменяет вертикальное положение сошника 32 относительно прикатывающего ролика 38, в результате чего изменяется глубина проникновения сошника 32. Когда будет установлена требуемая глубина проникновения, фиксирующий элемент можно запереть в требуемом положении, тем самым ограничивая поворот рычага 36 и позволяя анкерном сошнику 18 войти в рабочий режим. Как описано выше, прикатывающий ролик 38 катится по поверхности почвы, ограничивая глубину проникновения сошника 32. Вследствие этого разница между вертикальным положением прикатывающего ролика 38 и вертикальным положением сошника 32 определяет глубину проникновения сошника 32 в почву. Поскольку фиксирующий элемент во время регулирования остается в прорезях, глубину проникновения можно менять быстрее по сравнению с конструкцией, которая требует извлечения фиксирующего элемента для изменения положения рычага прикатывающего ролика.
На фиг.3 показан вид сбоку анкерного сошника 18 по фиг.2, и на чертеже показана работа сошника 32 и прикатывающего ролика 38. Более конкретно, сошник 32 выполнен с возможностью взаимодействия с почвой 50 на конкретной глубине 52. Глубину 52 можно выбирать на основе состояния почвы, семян или факторов окружающей среды и исходя из других соображений. Как показано на чертеже, узел 42 регулирования глубины содержит фиксирующий элемент 44, прорезь 46 в рычаге 36 прикатывающего ролика и прорезь 48 в поддерживающей структуре 34 прикатывающего ролика. Как более подробно описано ниже, фиксирующий элемент 44 выполнен с возможностью перемещения в прорезях 46 и 48 для регулирования глубины 52 проникновения. Более конкретно, перемещение фиксирующего элемента из показанного положения приведет к повороту рычага 36 вокруг пальца 40 в направлении 54. При повороте рычага 36 вертикальное положение сошника 32 относительно прикатывающего ролика 38 изменяется. Поскольку прикатывающий ролик 38 выполнен с возможностью качения по поверхности почвы 50, изменение вертикального положения сошника 32 относительно ролика 38 приводит к изменению глубины 52 проникновения сошника 32 в почву 50.
На фиг.4 показан подробный вид сбоку узла 42 регулирования глубины по линии 4-4 на фиг.3. Как описано выше, перемещение фиксирующего элемента 44 из показанного положения в прорезях 46 и 48 приводит к повороту рычага 36 прикатывающего ролика в направлении 54. В описываемой конструкции фиксирующий элемент 44 содержит болт 56 и гайку 58. В альтернативных вариантах осуществления можно использовать другие конструкции фиксирующего элемента, такие как эксцентриковый зажим, штифты или фиксирующие элементы других типов. Как показано на чертеже, фиксирующий элемент 44 находится в запертом положении, которое блокирует перемещение рычага 36 прикатывающего ролика относительно поддерживающей структуры 34. Более конкретно, прорезь 46 в рычаге прикатывающего ролика содержит множество углублений 60, выполненных с возможностью приема болта 56 и блокирования перемещения болта 56 в направлении 62. В запертом положении гайка 58 затягивается на болте 56 с достаточным моментом, чтобы предотвратить выход болта 56 из углубления 60. Следует понимать, что когда к гайке 58 прилагают достаточный момент, сила контакта или зажима между гайкой 58, рычагом 36, поддерживающей структурой 34 и головкой болта 56 будет ограничивать перемещение болта 56 в направлении из углубления 60. Когда болт 56 зафиксирован в углублении 60, перемещение фиксирующего элемента 44 в направлении 62 заблокировано, что предотвращает поворот рычага 36 относительно опорной структуры 34 в направлении 54.
В описываемом варианте также имеется направляющая 64, расположенная по существу параллельно прорези 46 в рычаге 36 прикатывающего ролика. Как показано на чертеже, направляющая 64 проходит над поверхностью рычага 36, рядом с гайкой 58. Направляющая 64 расположена так, чтобы контакт между гайкой 58 и направляющей 64 блокировал перемещение болта 56 в направление из углубления 60. Такая конструкция может предотвратить перемещение фиксирующего элемента 44 в прорезях 46 и 48, даже если крутящий момент, приложенный к гайке 58, недостаточен для удержания болта 56 в углублении 60. Кроме того, направляющая 64 может являться визуальным индикатором полной посадки болта 56 в прорезях 46 и 48 после затяжки гайки 58.
Для облегчения поворота рычага 36 прикатывающего ролика относительно поддерживающей структуры 34 фиксирующий элемент 44 можно перевести из запертого положения в незапертое положение. В описываемом варианте перевод фиксирующего элемента 44 в незапертое положение осуществляется отпусканием гайки 58, в результате чего уменьшается зажимное усилие болта 56 и гайки 58 на рычаг 36 и поддерживающую структуру 34 прикатывающего ролика. В вариантах, где отсутствует направляющая 64, отпускание гайки 58 позволяет болту 56 выйти из углубления 60 и обеспечить возможность перемещения фиксирующего элемента 44 в направлении 62 в прорезях 46 и 48. Как показано на чертеже, диаметр D болта 56 меньше, чем минимальная ширина W прорези 46. Следовательно, болт 56 может перемещаться в прорези 46 в любое требуемое положение. Как описано выше, перемещение фиксирующего элемента 44 в прорезях 46, 48 приводит к повороту рычага 36 прикатывающего ролика относительно поддерживающей структуры 34 прикатывающего ролика.
В показанном варианте направляющая 64 блокирует перемещение болта 56 из углубления 60 даже после отпускания гайки 58. Следовательно, для извлечения болта 56 из углубления 60 гайку 58 можно повернуть вокруг болта 56, пока гайка 58 не примет положение над высотой направляющей 64. В этом положении болт 56 можно выдвинуть из углубления 60 так, чтобы фиксирующий элемент 44 можно было сместить в направлении 62 в прорезях 46 и 48. Следует понимать, что когда болт 56 находится вне углублений 60, гайка 58 перекрывает направляющую 64. В результате оператор легко может определить, что фиксирующий элемент 44 находится в незапертом положении.
Когда фиксирующий элемент 44 перемещается в направлении 62, рычаг 36 прикатывающего ролика поворачивается в направлении 54 относительно поддерживающей структуры 34 прикатывающего ролика. Как описано выше, такой поворот изменяет положение прикатывающего ролика 38 относительно сошника 32, тем самым изменяя глубину проникновения сошника 32 в почву 50. Когда перемещением фиксирующего элемента 44 в прорезях 46, 48 будет выбрана требуемая глубина проникновения, болт 56 можно сместить в углубление 60, расположенное приблизительно в требуемом положении фиксирующего элемента. Затем фиксирующий элемент 44 можно перевести из незапертого положения в запертое положение. Например, в этом варианте можно затягивать гайку 58, пока зажимное усилие, создаваемое гайкой 58 и болтом 56, не станет достаточным для удержания болта 56 в требуемом углублении 60. Как описано выше, в вариантах, содержащих направляющую 64, контакт между направляющей 64 и гайкой 58 блокирует выход болта 56 из требуемого углубления 60.
Поскольку, когда фиксирующий элемент 44 находится в запертом положении, болт 56 расположен в углублении 60, положение прикатывающего ролика 38 можно быстро определить по конкретному углублению 60, в которое вошел болт 56. Следовательно, когда требуемая глубина проникновения одного сошника 32 задана, глубину проникновения остальных сошников 32 можно отрегулировать, переведя каждый фиксирующий элемент 44 в соответствующее углубление 60 (т.е. углубление, соответствующее положению углубления 60 для первого сошника 32), тем самым задавая по существу одинаковую глубину проникновения для всей сеялки 10. Кроме того, поскольку фиксирующий элемент 44 можно переводить из запертого положения в незапертое и из незапертого положения в запертое, не снимая гайку 58 с болта 56, регулирование глубины проникновения каждого анкерного сошника можно выполнять быстрее, чем в обычных конструкциях, содержащих палец и множество отдельных отверстий. В связи с большим количеством анкерных сошников 18 на обычной сеялке 10, сокращение времени переналадки на другую глубину проникновения может существенно сократить затраты времени на переналадку сеялки и повысить эффективность эксплуатации.
На фиг.5 показан вид с пространственным разнесением элементов узла 42 регулирования глубины по фиг.2. Как показано на чертеже гайка 58 содержит головку 66 и тело 68. Следует отметить, что головка 66 имеет конфигурацию, позволяющую ей взаимодействовать с инструментом, например, с гаечным ключом, чтобы вращать гайку 58 относительно болта 56. Хотя в этом варианте применяется шестигранная головка 66, в альтернативных вариантах можно применять и другие конфигурации головки, например, шлицевые, квадратные и пр. Как было описано выше, тело 68 гайки 58 выполнено с возможностью контактирования в запертом положении с направляющей 64 для блокирования перемещения болта 56 из углубления 60. Кроме того, тело 68 имеет размер, позволяющий ему перекрывать достаточную площадь рычага 36 прикатывающего ролика для создания зажимающего усилия, которое удерживает болт 56 в углублении 60.
В настоящей конфигурации болт 56 является несущим болтом, который содержит резьбовой стержень 70, головку 72 и участок 74 квадратного сечения. Как показано на чертеже, резьбовой стержень 70 выполнен с возможностью прохождения через прорезь 48 поддерживающей структуры 34 прикатывающего ролика и через прорезь 46 рычага 36 прикатывающего ролика. Наружная резьба стержня 70 выполнена с возможностью зацепления с внутренней резьбой гайки 58. Длина каждой стороны квадратного участка 74 по существу равна ширине прорези 48 в поддерживающей структуре 34. Следовательно, когда квадратный участок 74 болта 56 вставлен в прорезь 48, вращение болта 56 блокируется за счет контакта между сторонами квадратного участка 74 и кромкам прорези 48. В такой конфигурации гайку 58 можно затягивать и отпускать без второго инструмента, удерживающего болт 56 на месте. Следовательно, затраты времени на запирание и отпирание фиксирующего элемента можно сократить по сравнению с конструкциями, в которых применяется первый инструмент для гайки 58 и второй инструмент для болта 56. Как описано выше, можно использовать другие фиксирующие элементы для блокирования поворота рычага 36 относительно поддерживающей структуры 34. Например, в некоторых вариантах может применяться эксцентриковый зажим, который приводится в действие вручную, что устраняет необходимость в каких-либо инструментах. Такая конструкция позволяет еще больше сократить время на переналадку каждого анкерного сошника 18 на другую глубину проникновения.
На фиг.6 показан вид сбоку анкерного сошника 18 по фиг.2, иллюстрирующий поворот рычага 36 прикатывающего ролика. Штриховыми линиями показано положение рычага 36, соответствующее фиг.3. Более конкретно, когда рычаг 36 находится в положении, показанном штриховыми линями, фиксирующий элемент 44 расположен в нижней ветви прорезей 46 и 48. Следовательно, сошник 32 расположен так, что глубина 52 проникновения является минимальной. Наоборот, показанный сплошными линиями рычаг 36 расположен так, что глубина 76 сошника 32 в почве 50 является максимальной. Как показано на чертеже, фиксирующий элемент 44 расположен в верхней ветви прорезей 46, 48, тем самым поворачивая рычаг 36 в показанное положение. В показанной конфигурации прорези 46, 48 имеют такую конфигурацию, чтобы создавать возможность регулирования глубины проникновения в пределах по меньшей мере приблизительно 2 дюймов между показанным положением и положением, показанным на фиг.3. Более конкретно, прорези 46 и 48 расположены под углом к оси вращения рычага прикатывающего ролика вокруг пальца 40. Следует понимать, что угол между прорезями 46 и 48 и осью вращения влияет на отношение между движением фиксирующего элемента и регулировкой глубины проникновения. Например, в некоторых конфигурациях прорези 46, 48 имеют длину приблизительно пять дюймов, значит, фиксирующий элемент может перемещаться приблизительно на пять дюймов. Следовательно, перемещение фиксирующего элемента на пять дюймов приводит к изменению глубины проникновения сошника на два дюйма. Поэтому глубину проникновения можно задавать с высокой точностью путем установки фиксирующего элемента в прорезях 46, 48. Кроме того, прорезь 46 в рычаге 36 прикатывающего ролика выполнена криволинейной для продления длины прорези 46, что облегчает более точную настройку глубины проникновения. Следует понимать, что в альтернативных вариантах регулировка глубины проникновения может осуществляться в большей или в меньшей степени, углы прорезей 46 и 48 относительно оси вращения рычага прикатывающего ролика могут быть большими или меньшими, и прорези 46, 48 могут быть длиннее или короче.
Хотя выше были описаны и показаны только некоторые признаки настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные дополнения и изменения. Таким образом, следует понимать, что приложенная формула изобретения охватывает все такие дополнения и изменения.