ПРОТИВОЭРОЗИОННОЕ ШИРОКОЗАХВАТНОЕ ОРУДИЕ
ANTI-EROSION FAR-REACHING IMPLEMENT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к широкозахватным секционным почвообрабатывающим машинам, приводимым в рабочее и транспортное положения.
4
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту в части технического средства для воплощения предложенного способа противоэрозионной обработки почвы является почвообрабатывающее орудие, содержащее сницу, центральную, две средние и две крайние рамы с секциями рабочих органов, шарнирно соединенные между собой при помощи проушин и пальцев и управляемые гидроцилиндрами через жестко закрепленные на рамах кронштейны, и опорные колеса, в котором с целью повышения эксплуатационной надежности при переводе орудия из транспортного положения в рабочее и обратно проушины средних рам в шарнирах соединения с крайними рамами и кронштейны крайних рам имеют дугообразные пазы, изогнутые в противоположные стороны с радиусом, равным длине плеча кронштейна, при этом проушины средних рам снабжены криволинейными направляющими, охватывающими концы дугообразных пазов, а пальцы имеют эллипсообразные головки, жестко закрепленные в проушинах крайних рам и контактирующие с криволинейными направляющими проушин (SU, авторское свидетельство №1475503, Al, M. кл. А01В 73/00. Почвообрабатывающее орудие, 30.04.1989).
Несмотря на возможность перевода крайних и средних рам с фронтального положения в транспортное и подъема крайних, средних и центральной рам в транспортное положение подкатыванием опорных колес под раму, оно имеет большие габариты в транспортном положение, а орудие имеет ограниченные функциональные возможности.
7
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится противоэрозионное широкозахватное орудие, включающее снабженную прицепной серьгой и кронштейнами для укладки средних и крайних рам в транспортное положение в передней части и опорных колес в задней части, сницу, центральную, две средние и две крайние рамы с секциями рабочих органов, шарнирно соединенные между собой и центральной рамой со сницей и управляемые гидроцилиндрами через жестко закрепленные на рамах и снице кронштейны, и опорные колеса на средних рамах (US, патент №6415873, В1, МПК А01В 73/06. Противоэрозионное широкозахватное орудие. - Заявка №091691929; заявлено 19.10.2000; опубл. 09.07.2002).
К недостаткам описанного широкозахватного секционного орудия, принятого нами в качестве наиближайшего аналога, относятся большие динамические нагрузки на левые и правые кронштейны и средние рамы при повороте с гидроприводом 28 в шарнирах 42-42 из-за несоответствия положения опорных колес 34 на снице 12 и опорных колес 54 на кронштейнах средних секций 38 (см. фиг.4, 5, 8 и 9). При подкатывании колес 54 средними рамами секций 38 центральная секция 14 приподнимает и скручивает сницу 12 колесами 54. Это затрудняет как работу гидроприводов 50, так и приводит к поломкам горизонтальных шарниров 52 и 48. Орудие имеет ограниченные функциональные возможности. Оно не имеет возможности работы с пассивными рабочими органами, в т.ч. и с зубовыми боронами.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей широкозахватного почвообрабатывающего орудия.
Технический результат - уменьшение габаритов орудия по ширине и высоте и радиуса поворота при транспортировке по полевым и шоссейным дорогам, повышение эксплуатационной надежности и расширение выполняемых технологических операций по обработке почвы (покровное боронование, предпосевная культивация, до- и послепосевное прикатывание, культивация паров, механическое подавление сорной растительности дискаторами, выравнивание рельефа почвы, плоскорезная обработка почвы, щелевание многолетних посевов и глубокое мелиоративное, объемное рыхление переуплотненных орошаемых земель).
Противоэрозионное широкозахватное орудие, содержащее снабженную прицепной серьгой и кронштейнами в передней части, для укладки в транспортное положение средних и крайних рам и опорными колесами в задней части, сницу, секции рабочих органов центральной, двух средних и двух крайних рам, шарнирно соединенных между собой, центральной рамой, со сницей и управляемые гидроцилиндрами через жестко закрепленные на рамах и снице кронштейны и опорные колеса на средних рамах, снабженная возможностью фиксации в крайних рабочем и транспортном положениях сница выполнена телескопической, опорные колеса сницы снабжены механизмом их перевода из рабочего в транспортное положение и обратно, каждая секция рабочих органов снабжена механизмом подъема из рабочего положения в транспортное и механизмом блокировки в транспортном положении, средние рамы с центральной рамой соединены имеющими вертикальные и горизонтальные шарниры переходными звеньями и снабжены механизмами их поворота в горизонтальной и поперечно-вертикальной плоскостях и механизмом синхронного поворота средних и крайних рам вокруг вертикальных шарниров переходных звеньев, имеющие Ш-образные формы подвижная и неподвижная части телескопической сницы снабжены кронштейнами для транспортировки крайних и средних рам, механизм перевода опорных колес сницы из рабочего положения в транспортное выполнен в виде П-образного силового элемента с опорными колесами на свободных концах, смонтированного под сницей посредством подшипниковых узлов силового цилиндра, а кулак шарнирно соединен со штоком силового цилиндра, основание которого смонтировано под сницей, механизм подъема секций рабочих органов на центральной раме выполнен в виде четырехзвенной кинематической цепи: первое звено образовано кулаком, размещенным на П-образном силовом элементе, второе звено выполнено в виде двуплечного рычага, размещенного на поворотном брусе, установленного с возможностью углового качания в подшипниках скольжения в кронштейнах на задней части центральной рамы, третье звено представлено в виде тяги, соединенной шарнирами с кулаком и верхним концом двуплечего рычага и четвертое звено - базовыми элементами сницы и центральной рамы, каждый механизм подъема секций рабочих органов на крайних и средних рамах выполнен в виде поворотного бруса с двуплечими рычагами, соединенными гибкими тягами с секцией рабочих органов, причем на концах поворотного бруса размещены полумуфты, сопряженные с полумуфтами механизма подъема секций рабочих органов на центральной раме, механизм блокировки положения каждой секции рабочих органов на центральной, средних и крайних рамах выполнен в виде тяги, установленной в продольно-вертикальной плоскости с возможностью фиксации впадинами на верхней грани тяги на оси, размещенной в кронштейнах на переднем брусе каждой рамы, задний конец тяги посредством оси смонтирован на верхнем конце рычага поворотного бруса механизма подъема секций рабочих органов, при этом нижняя грань тяги сопряжена с дугообразным упругим элементом, каждое переходное звено выполнено в виде плит в качестве базового элемента с размещенными между ними балками с втулками и осями горизонтального шарнира, причем на верхней плите смонтированы цапфа и кронштейны для шарнирного соединения с основанием и штоком силового гидроцилиндра, при этом на верхней и нижней плитах размещен вертикальный шарнир, левое переходное звено выполнено в зеркальном отражении правому переходному звену, каждый механизм поворота в горизонтальной плоскости средней рамы выполнен в виде силового гидроцилиндра, на цапфе переходного звена, а его шток посредством цапфы смонтирован на консольной части переднего бруса средней рамы, соединенной вертикальным шарниром с переходным звеном, каждый механизм группового поворота в поперечно-вертикальной плоскости средней и крайней рам выполнен в виде силового гидроцилиндра, установленного основанием в кронштейнах центральной рамы, а штоком соединен с кронштейнами переходного звена, механизм синхронного поворота средних и крайних рам вокруг вертикальных шарниров переходных звеньев выполнен в виде гибких тяг и звеньев, размещенных по сторонам антипараллелограмма, при этом левые концы гибких тяг смонтированы на цапфах в консольных частях балок левой средней рамы, звенья шарнирно соединены с правыми концами гибких тяг и размещены на цапфах в консольных частях балок правой средней рамы, при этом поворот звеньев в сторону правого переходного звена ограничен упорами, орудие снабжено дополнительной гибкой тягой с талрепом для фиксации механизма синхронного поворота средних и крайних рам в горизонтальной плоскости; оно снабжено дополнительной гибкой тягой с талрепом на конце для блокировки положения крайних рам на снице.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично представлено противоэрозионное секционное, широкозахватное почвообрабатывающее орудие с секциями рабочих органов, приведенными в походное (транспортное) положение для перемещения по полевым (шоссейным) дорогам, вид в плане.
На фиг.2 - то же, при переездах с одного поля на другое или с одного рисового чека на другой при выполнении одинаковых технологических операций (культивация, боронование, выравнивание, прикатывание, рыхление, щелевание, уничтожение сорной растительности и пожнивных остатков), вид в плане.
На фиг.3 - то же, при выполнении технологического процесса секциями рабочих органов, размещенными фронтально к направлению движения агрегата.
На фиг.4 изображено противоэрозионное секционное широкозахватное почвообрабатывающее орудие с секциями рабочих органов в транспортном положении, вид сзади.
На фиг.5 показаны положения центральной, средних и крайних рам при укладке на сницу, приведенную в походное положение, вид сзади.
На фиг.6 приведены положения опорных колес крайних, средних и центральной рамы в рабочее положение при выполнении технологического процесса секциями рабочих органов, вид сзади.
На фиг.7 - сечение А-А на фиг.1, продольно-вертикальный разрез агрегата при транспортном положении сницы, центральной рамы и секций рабочих органов.
На фиг.8. - сечение Б-Б на фиг.4, продольно-вертикальный разрез агрегата при выполнении технологического процесса широкозахватным противоэрозионным орудием.
На фиг.9 - вид В на фиг.8, положение механизмов перевода средних и крайних рам при выполнении технологического процесса.
На фиг.10 - положение звеньев механизмов перевода средних и крайних рам при смещении из рабочего положения для укладки на кронштейны сницы.
На фиг.11 - то же, при повороте левых и правых крайних и средних рам на угол 90° вокруг горизонтальных шарниров переходных звеньев.
На фиг.12 - сечение Г-Г на фиг.9, продольно-вертикальный разрез гидропривода левого механизма поворота левой крайней и левой средней рам в горизонтальной плоскости.
На фиг.13 - сечение Д-Д на фиг.3, продольно-вертикальный разрез механизма блокировки секции рабочих органов в транспортном положении.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Противоэрозионное широкозахватное орудие (см. фиг.1-9) включает сницу 1, центральную раму 2, две левую и правую рамы 3 и 4, две левую и правую крайние рамы 5 и 6, секции рабочих органов 7.
Сница 1 снабжена прицепной серьгой 8 и кронштейнами 9 и 10 для укладки средних рам 3 и 4 и крайних рам 5, 6 в транспортное положение в передней части сницы 1 и опорными колесами 11 в задней части сницы 1. Крайние рамы 5 и 6 со средними рамами 3 и 4 соединены шарнирами 12. Центральная рама 2 со средними рамами 3 и 4 соединена шарнирами 13. Центральная рама 2 жестко соединена со сницей 1 в ее задней части. Положение крайних рам 5, 6 и средних рам 3, 4 соединено шарнирами 13. Центральная рама 2 жестко соединена со сницей 1 в ее задней части. Положение крайних рам 5, 6 и средних рам 3, 4 управляется силовыми гидроцилиндрами 14 и 15 через жестко закрепленные на средних рамах 3 и 4 и снице 1 кронштейны. На средних рамах 3,4 и крайних рамах 5, 6 смонтированы опорные колеса 16.
Сница 1 выполнена телескопической. Она снабжена возможностью фиксации подвижной части 17 в неподвижной части 18 в крайних рабочих положениях блокираторами 19. Подвижная часть 17 сницы 1 и ее неподвижная часть 18 на виде в плане имеют Ш-образную форму. Подвижная часть 17 сницы 1 снабжена кронштейнами 20 и 21 для транспортировки крайних рам 5 и 6 с секциями рабочих органов 7. Неподвижная часть 18 сницы 1 имеет аналогичные по конструкции кронштейны 9 и 10 для укладки средних рам 3 и 4. Продольные балки подвижной части 17 сницы 1 выполнены полыми в виде труб круглого сечения или квадратного профиля. Продольные балки подвижной части 17 сницы 1 размещены в полости продольных балок неподвижной части сницы 1.
Передняя балка 22 сницы 1 снабжена прицепной серьгой 8. Прицепная серьга 8 тягами 23 гидронавесной системы соединена с рамой агрегатируемого трактора 24. Таким образом трактор 24 связан со сницей 1 и центральной рамой 2. При выполнении энергоемких технологических операций - щелевание, глубокое мелиоративное рыхление, поперечная балка 22 средствами крепления 25 (см. фиг.3) крепится к неподвижной части 18 сницы 1.
Опорные колеса 11 сницы 1 снабжены механизмом 26 их перевода из рабочего положения в транспортное и обратно (см. фиг.7 и 8).
Механизм 26 перевода опорных колес 11 сницы 1 из рабочего положения в транспортное положение выполнен в виде П-образного силового элемента 27. На свободных концах П-образного силового элемента 27 посредством осей, подшипниковых опор и ступиц размещены пневматические опорные колеса 11. П-образный силовой элемент 27 с опорными колесами 11 на его свободных концах смонтирован под неподвижной частью 18 сницы 1 посредством подшипниковых узлов 28. В средней части П-образного силового элемента размещен кулак 29, соединенный с ним сварными швами. Конец кулака 29 шарнирно соединен со штоком силового цилиндра 30. Основание силового цилиндра 30 посредством кронштейна 31 смонтировано под неподвижной частью 18 сницы 1.
Механизм 32 подъема секций рабочих органов 7 на центральной раме 2 выполнен в виде управляемой ведущим звеном четырехзвенной кинематической цепи. Первое звено механизма 32 образовано кулаком 33, размещенным в верней части или на середине, или сбоку П-образного силового элемента 27. Второе звено выполнено в виде двуплечного рычага 34, размещенного на поворотном брусе 35. Поворотный брус 35 установлен с возможностью углового качения в подшипниках скольжения 36 (см. фиг.13) кронштейна 37. Кронштейны 37 смонтированы на задней балке центральной рамы 2. Третье звено механизма 32 представлено в виде тяги 38. Тяга 38 соединена шарнирами с кулаком 33 П-образного силового элемента 27 и верхним концом двуплечего рычага 34 на поворотном брусе 35. Четвертое звено названного механизма 32 образовано базовыми элементами сницы 1 и центральной рамы 2.
Механизм подъема секций рабочих органов 7 на крайних рамах 5, 6 и средних рамах 3, 4 выполнен в виде поворотного бруса 35 с двуплечими рычагами 34 и 39. Двуплечие рычаги 39 соединены гибкими тягами 40 и 41 с секцией рабочих органов 7 (см. фиг.7 и 8). На концах поворотного бруса 35 размещены полумуфты 42. Полумуфты 42 поворотных брусьев 35 крайних рам 5, 6 и средних рам 3, 4 сопряжены с полумуфтами 42 механизма 32 подъема секции рабочих органов 7 на центральной раме 2.
Таким образом каждая секция рабочих органов 7 снабжена механизмом подъема из рабочего положения в транспортное положение и механизмом 43 их блокировки в транспортном положении.
Механизм 43 (фиг.13) блокировки положения каждой секции рабочих органов 7 на центральной раме 2, средних рамах 3, 4 и крайних рамах 5, 6 выполнен в виде тяги 44 (см. фиг.13). Тяга 44 установлена в продольно-вертикальной плоскости с возможностью фиксации впадин 45 на ее верхней грани 46 посредством оси 47. Ось 47 установлена с возможностью демонтажа и фиксации в кронштейне 48. Кронштейн 48 сварными швами закреплен на переднем брусе 49 рам 2, 3, 4, 5 и 6. Задний конец тяги 44 осью 50 шарнирно закреплен на кулаке 51, размещенном в средней части поворотного бруса 35. Поворотный брус 35 установлен с возможностью углового качания в подшипниках скольжения 36. Между впадинами 45 на верхней грани 46 выполнены выступы 52. Последние размещены в кронштейнах 37, смонтированных на заднем брусе 53 рам 3, 4 и 5, 6.
Нижняя грань 54 тяги 44 сопряжена с дугообразным упругим элементом 55. Концы 56 и 57 дугообразного упругого элемента 55 смонтированы в продольных пазах 58 и 59 пластины 60. Пластина 60 сварными швами закреплена на продольной балке и переднем брусе 49 между щеками кронштейна 48 в рамах 2, 3, 4, 5 и 6.
Средние рамы 3 и 4 с центральной рамой 2 соединены имеющими вертикальные 61 и горизонтальные 62 шарниры переходными звеньями 63 и 64 и снабжены механизмами 65 и 66 их поворота в горизонтальной и поперечно-вертикальной плоскостях и механизмом 67 синхронного поворота средних 3, 4 и крайних 5, 6 рам вокруг вертикальных шарниров 61 переходных звеньев 63 и 64 (см. фиг.8, 9 и 10).
Средние рамы 3, 4 с центральной рамой 2 соединены имеющими вертикальные 61 и горизонтальные 62 шарниры левым и правым переходными звеньями 63 и 64. Средние рамы 3, 4 в месте сопряжения с центральной рамой 2 снабжены левым и правым механизмами 65 и 66 поворота средних 3, 4 и крайних 5, 6 рам в горизонтальной плоскости с фронтального рабочего в продольное походное положения и поперечно-вертикальной плоскости поворотом рам 3, 5 и 4, 6 на угол 90° с горизонтального положения в вертикальное положение. Левый и правый механизмы 65 и 66 поворота крайних 5, 6 и средних 3, 4 рам в горизонтальной плоскости кинематически связаны механизмом 67 синхронного поворота левых и правых средних 3, 4 и крайних 5, 6 рам. Левое переходное звено 63 выполнено в зеркальном отражении правому переходному звену 64.
Левое переходное звено 63 (см. фиг.1-6, 9-12) выполнено в виде сварного узла, базовыми элементами которого является верхняя плита 68 и нижняя плита 69 с размещенными между ними балками 70 с втулками 71 для установки осей горизонтального шарнира 62. На верхней плите 68 сварными швами зафиксирован кронштейн 72 с цапфой 73 для размещения основания 74 гидроцилиндра 14 (см. фиг.12). На верхней и нижней плитах 68 и 69 вварены плиты 75 для размещения вертикального шарнира 61 для сопряжения с левой средней рамой 3 (см. фиг.2).
Механизм 65 поворота в горизонтальной плоскости левой средней рамы 3 вокруг вертикального шарнира 61 на левом переходном звене 63 выполнен в виде силового гидроцилиндра 14, основание 74 которого размещено посредством сферического шарнира 76 на цапфе 73 левого переходного звена 63. От осевого смещения по высоте цапфы 73 сферический шарнир 76 ограничен плоскими шайбами и средствами крепления (см. фиг.12). Шток 77 силового гидроцилиндра 14 через сферический шарнир 78 смонтирован на цапфе 79. Цапфа 79 размещена на консольной части 80 переднего бруса левой средней рамы 3 (см. фиг.9 и 12), соединенной вертикальным шарниром 61 с переходным звеном 63.
Правый механизм 66 поворота в горизонтальной плоскости правой средней рамы 4 вокруг вертикального шарнира 61 в правом переходном звене 64 выполнен в виде силового гидроцилиндра 15, основание 74 которого размещено посредством сферического шарнира 76 на цапфе 81 на верхней плите 68 правого звена 64. Шток 77 силового гидроцилиндра 15 через сферический шарнир 78 смонтирован на цапфе 82. Цапфа 82 размещена на консольной части 83 переднего бруса правой средней рамы 4 (см. фиг.3, 8 и 9), соединенной вертикальным шарниром 61 с переходным звеном 64.
Каждый механизм группового поворота в поперечно-вертикальной плоскости средней рамы 3 (4) и крайней рамы 5 (6) выполнен в виде силового гидроцилиндра 14 (15), демонтированного с механизма 65 (66) поворота средней рамы 3 (4) в горизонтальной плоскости и установленного основанием 74 в кронштейнах 84 (85) центральной рамы 2, а штоком 77 - с кронштейнами 86 (87) переходного звена 63 (64) (см. фиг.1, 2, 4, 5, 10, 11).
Механизм 67 синхронного поворота средних рам 3, 4 и крайних рам 5, 6 вокруг вертикальных шарниров 61 переходных звеньев 63 и 64 выполнен в виде гибких тяг 88 и 89 и звеньев 90 и 91, размещенных по сторонам антипараллелограмма.
Левые концы 92 и 93 гибких тяг 88 и 89 (см. фиг.9 и 12) посредством блоков 94 и 95 смонтированы на цапфах 79 и 96, размещенных на консольных частях балок 80 и 97 левой средней рамы 3.
Правые концы гибких тяг 88 и 89 посредством блоков 94 и 95 и осей 98 и 99 размещены на левых концах звеньев 90 и 91 и смонтированы шарнирно на цапфах 82 и 100 на консольных частях балок 83 и 101 правой средней рамы 4. Силовые цилиндры 14 и 15 имеют резьбовые штуцера 102 и 103 для гидравлической связи с гидросистемой трактора 24.
Поворот звеньев 90 и 91 в сторону правого переходного звена 64 ограничен упорами 104 и 105 (см. фиг.3 и 9).
Орудие снабжено дополнительными гибкими тягами 106 (фиг.9) и 107 (фиг.4), имеющими талрепы, для фиксации механизма 67, а вместе с ним левых и правых средних и крайних рам 3-6 на средней раме 2 при выполнении технологического процесса (фиг.9) и тягой 107 блокировки положения крайних рам 4, 6 на снице 1 (см. фиг.4) для дальней транспортировки.
Противоэрозионное орудие функционирует следующим образом.
Почвообрабатывающее орудие при завершении транспортного переезда с машино-технологической станции на край обрабатываемого поля с транспортного положения в рабочее производят следующим образом.
С секции рабочих органов 7 на крайних рамах 5 и 6 удаляют гибкую тягу 107 (см. фиг.4). Далее гидроцилиндрами 14 и 15 левые крайнюю и среднюю рамы 5 и 3 и правые крайнюю и среднюю рамы 6 и 4 с секциями рабочих органов 7 с вертикального положения поворачивают в горизонтальное положение до соприкосновения опорными колесами 16 поверхности поля. Далее в работу включают силовой гидроцилиндр 30 и силовыми элементами 27 механизма 26 (см. фиг.4 и 5) сницу 1 и центральную раму 2 подкатыванием опорных колес 11 приводят крайние рамы 6, 5 и средние рамы 4, 3 в положение для перекатывания на опорных колесах 16. При опускании сницы 1 и ее подвижной части 17 кронштейны 20, 21 и 9, 10 опустились ниже рам 5, 3 и 6, 4. Далее блокираторы механизма 43 приводят в нерабочее положение. Включают заднюю передачу трактора 24.
С транспортного положения подвижную часть 17 сницы 1 вдвигают в полости балок неподвижной части 18 сницы 1 на раме 2. Далее фиксируют блокираторами 19 подвижную 17 и неподвижную 18 части сницы 1 в рабочем положении. Основания 74 и штоки 77 силовых гидроцилиндров 14 и 15 демонтируют с кронштейнов 84, 85 центральной рамы 2 и кронштейнов 86, 87 на переходных звеньях 65, 66 и переустанавливают их в новые положения (см. фиг.2 и 3).
Штоки 77 силовых гидроцилиндров 14 и 15 должны быть полностью выдвинутыми (см. фиг.2). После установки оснований 74 силовых гидроцилиндров 14 и 15 на цапфах 73, 91 переходные звенья 63, 64, их штоки 77 соединяют с цапфами 79 и 82 средних рам 3 и 4. При выдвижении штоков 77 гидрцилиндров 14 и 15 гибкими тягами 88 и 89 левые крайняя рама 5 и средняя рама 3 синхронно с правой крайней рамой 6 и средней рамой 4 поворачиваются на вертикальных шарнирах 61 переходных звеньев 63 и 64. Секции 3-6 при повороте вокруг вертикальных шарниров 61 перекатываются на опорных колесах 16 с поднятыми секциями рабочих органов 7. При фронтальном расположении крайних рам 6, 5, средних рам 4, 3 и центральной рамы 2 разъемные части полумуфт 42 замыкаются. Для перевода секций рабочих органов 7 гидроприводом 30 за счет подкатывания опорных колес 11 под сницу 1 опускают центральную раму 2, а поворотными квадратными брусьями 35 секции рабочих органов 7 приводят в рабочее положение. Гибкой тягой 106 фиксируют рабочие положения крайних и средних рам 3-6 на центральной раме 2.
Таким образом при минимальных затратах ручного труда крайние и средние рамы широкозахватного почвообрабатывающего орудия приведены с походного положения в рабочее - фронтально к направлению движения.