СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПРИКАТЫВАЮЩИЙ КАТОК
AGRICULTURAL SOIL-TILLING IMPLEMENT, PRIMARILY PACKING ROLLER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к сельскохозяйственному почвообрабатывающему орудию, а более конкретно - к прикатывающему катку с ножами для крошения почвы, то есть измельчения комков почвы. В качестве такого орудия выступает чаще всего почвообрабатывающая машина для обработки почвы после вспашки и/или предпосевной подготовки почвы.
Уровень техники
Одно из таких технических решений известно, в частности, из документа US 9,326,439. Прикатывающий каток содержит ряд ножей, располагающихся, как правило, с равномерным разнесением по окружности, ограниченной некоторым фиксированным радиусом, направленным в сторону от главной оси, с формированием при этом барабанной конструкции. В этой барабанной конструкции выполнен ряд отверстий, которые соединяют внутреннюю камеру с наружной стороной барабанной конструкции. Ножи идут в осевом направлении от одного из концов прикатывающего катка к его противоположному концу. В процессе работы прикатывающий каток расположен на земле таким образом, чтобы его главная ось была, по существу, параллельной поверхности земли, а ножи поворачивались вокруг этой главной оси, выполняя обработку почвы.
Прикатывающий каток соединен посредством подшипников с двумя кронштейнами. Подшипники соединены с концами прикатывающего катка. Эти подшипники выполнены таким образом, чтобы обеспечивалась возможность поворота прикатывающего катка вокруг его главной оси. Кронштейн снабжен стойкой, выполненной с возможностью соединения с подшипником. Подшипник выполнен с возможностью поворота вокруг стойки. Кронштейн также снабжен также стойкой, которая выполнена с возможностью соединения с подшипником, причем подшипник выполнен с возможностью поворота вокруг этой стойки. Таким образом, прикатывающий каток, соединенный с подшипниками, поворачивается вокруг стоек.
Предусмотрен внутренний скребок для предотвращения попадания грязи во внутреннюю камеру прикатывающего катка. Внутренний скребок расположен в продольном направлении, заходя радиально во внутренний объем катка, где он жестко крепится. В состав внутреннего скребка входит неподвижный нож, соединенный с двумя гильзами на каждом из концов указанного неподвижного ножа. В первую из гильз входит стойка. Может быть предусмотрен штифт, вставляемый в ответные отверстия, для неподвижной фиксации первой гильзы относительно стойки.
Работа внутреннего скребка состоит в удалении комков, прилипших к ножам, и их прохождения во внутренний объем прикатывающего катка с вращающихся ножей в процессе вращения катка. Скорость ножей относительно земли равна, например, двойной скорости перемещения орудия, присоединенного к трактору - через интервалы между ножами отделенные комки удаляются из внутреннего объема прикатывающего катка.
Существенный недостаток описанного выше решения состоит, если исходить из нашего практического опыта, в том, что внутренний скребок расположен слишком далеко от ножей (примерно на 8-10 см), вследствие чего, с одной стороны, могут формироваться слишком крупные куски, а с другой стороны, учитывая жесткое соединение между ножами и внутренним скребком, в зазор между этим скребком и ножами могут захватываться разнообразные камни, куски дерева, растительные остатки и т.п., что приводит к вынужденной остановке прикатывающего катка с невозможностью его дальнейшей работы.
Еще одна проблема заключается в том, что вследствие чрезмерно большого расстояния между внутренним скребком и взаимодействующим с ним ножом этот нож оказывается не в состоянии выталкивать землю или иные твердые предметы, попавшие внутрь прикатывающего катка, так что прекращается вращение катка с невозможностью его дальнейшей работы. В этом случае оператору приходится удалять из катка застрявший комок, камень или кусок дерева, что требует дополнительных усилий и ведет к увеличению времени простоя машины.
При использовании описанного выше решения внутренний скребок должен размещаться относительно далеко от ножей, с тем чтобы уменьшить вероятность попадания (застревания) твердых предметов. Однако, если учесть жесткое соединение ножей с прикатывающим катком, устранить такую вероятность застревания твердых предметов или более мягкой земли на практике не удается, что препятствует бесперебойной работе сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия.
Раскрытие изобретения
Основной целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков, что достигается путем разработки усовершенствованного сельскохозяйственного почвообрабатывающего орудия, преимущественно прикатывающего катка с более высоким кпд и повышенной эксплуатационной безопасностью, для вспашки и предпосевной подготовки почвы.
Еще одна цель состоит в повышении способности прикатывающего катка к самоочистке.
Указанные цели достигаются с помощью изобретения, признаки которого заявлены в прилагаемых пунктах формулы.
В соответствии с изобретением, указанные проблемы устраняются благодаря предложенным решениям. С одной стороны, внутренний скребок расположен радиально намного ближе к ножам, то есть интервал между ними согласно изобретению существенно сокращен. С другой стороны, по меньшей мере на одном конце внутреннего скребка или на обоих его концах предусмотрено упругое соединение. В соответствии с настоящим изобретением, имеются упругие элементы, предпочтительно С-образные рессоры, обеспечивающие гибкое соединение для внутреннего скребка. Благодаря этому становится невозможным захватывание гвоздей, камней, кирпичей, дерева и т.п. в пространство между внутренним скребком и ножом, вследствие чего не будет происходить стопорения, а формируемые куски оказываются намного более мелкими, чем при использовании известных решений.
Другое достоинство предлагаемого решения состоит в том, что при работе на рыхлых почвах в прикатывающем катке формируется тонкостенная почвенная «трубка», которая вдавливается внутрь этого катка вследствие его скатывания в почву, откуда за счет центробежной силы выталкивается через отверстия в свободное пространство за пределами прикатывающего катка.
Таким образом, в настоящем изобретении предложено сельскохозяйственное почвообрабатывающее орудие, преимущественно прикатывающий каток, для работ по обработке почвы после вспашки и/или предпосевной подготовки. Этот прикатывающий каток содержит барабанную конструкцию, включающую в себя ряд коаксиальных дисков, связанных с продольными измельчающими ножами, проходящими от одного из концов к противоположному концу вдоль главной оси барабанной конструкции. Измельчающие ножи ограничивают собой внутреннее пространство барабанной конструкции, причем указанное внутреннее пространство доступно через отверстия, выполненные между измельчающими ножами. Барабанная конструкция выполнена с возможностью поворота вокруг главной оси. Кроме того, барабанная конструкция снабжена неподвижным внутренним скребком, расположенным во внутренней камере барабанной конструкции на некотором расстоянии от измельчающих ножей.
Сущность изобретения состоит в том, что неподвижный внутренний скребок, расположенный во внутреннем пространстве барабанной конструкции прикатывающего катка, взаимодействует с одним из измельчающих ножей таким образом, что радиальное расстояние между радиально внутренней кромкой ножей и радиально наружной кромкой скребка значительно уменьшено, предпочтительно до величины не более 2,5 см. С другой стороны, во внутреннем пространстве барабанной конструкции прикатывающего катка по меньшей мере один конец, но предпочтительнее оба конца неподвижного внутреннего скребка соединен (соединены) с неподвижным цилиндрическим штифтом (штифтами) прикатывающего катка посредством упругого элемента.
Предпочтительно, чтобы упругий элемент был выполнен в виде гибкой, преимущественно С-образной рессоры, обеспечивающей возможность гибкого поворота и/или радиального перемещения внутреннего скребка во внутреннем пространстве прикатывающего катка при застревании более крупного комка, камня или куска дерева между скребком и взаимодействующим с ним ножом.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, предусмотрена опорная балка для прикатывающего катка, которая может быть шарнирно прикреплена, с возможностью смещения вверх, к раме почвообрабатывающего орудия, в частности к шарнирной или прицепной конструкции. Она снабжена несущими стойками, прикрепленными к концам опорной балки. Каждая несущая стойка снабжена одним из цилиндрических штифтов, заходящих во внутреннее пространство барабанной конструкции прикатывающего катка, вследствие чего эти коаксиальные цилиндрические штифты образуют осевую линию вращения (главную ось) для свободного вращения прикатывающего катка.
Таким образом, изобретение относится к измельчающему прикатывающему катку, в частности, для вспашки и/или предпосевной подготовки, снабженному коаксиальными дисками и связанными с ними продольными ножами, которые совместно образуют так называемую «барабанную конструкцию». Эта конструкция может свободно поворачиваться вокруг цилиндрических штифтов. Во внутреннем пространстве барабанной конструкции предусмотрен неподвижный внутренний скребок, выполненный с возможностью соединения (взаимодействия) с поворотными ножами. В соответствии с настоящим изобретением, усовершенствование заключается в том, что внутренний скребок расположен во внутреннем пространстве прикатывающего катка таким образом, чтобы этот скребок взаимодействовал с одним из ножей на существенно уменьшенном радиальном расстоянии между радиально внутренней кромкой ножей и радиально наружной кромкой скребка, каковое расстояние должно предпочтительно составлять не более 2,5 см. Кроме того, во внутреннем пространстве прикатывающего катка по меньшей мере один из концов внутреннего скребка соединен (соединены) с неподвижным цилиндрическим штифтом (штифтами) прикатывающего катка с помощью специального гибкого элемента.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится более детальное описание со ссылками на приложенные чертежи, иллюстрирующие типовой вариант осуществления настоящего изобретения, на которых:
фиг. 1 представляет собой вид в аксонометрии, иллюстрирующий один из вариантов выполнения сельскохозяйственной почвообрабатывающей машины, оборудованной прикатывающими катками согласно изобретению;
фиг. 2 представляет собой отдельный вид в аксонометрии прикатывающего катка по фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой вид в продольном разрезе торцевой части прикатывающего катка по фиг. 2 в несколько увеличенном масштабе;
фиг. 4 представляет собой поперечный разрез по линии IV-IV на фиг. 3.
Описание конкретного варианта осуществления
Как видно на фиг. 1, имеется сельскохозяйственное почвообрабатывающее орудие 1, например, для предпосевной подготовки почвы, которое может соединяться, например, с трактором (не показан). Направление перемещения орудия 1 обозначено стрелкой 2. Орудие 1 имеет раму V, снабженную почвообрабатывающими узлами, которые располагаются, например, если смотреть по стрелке 2, в переднем ряду, с S-образными культиваторными лапами 3, за которыми, в следующих двух рядах, размещены фрезерные культиваторы 4, а ряд, располагающийся за этими последними, снабжен планировщиками 5. В последнем ряду рамы V имеются три элемента в форме прикатывающих катков 6 согласно изобретению, которые в данном случае расположены соосно.
Прикатывающие катки 6 шарнирно соединены с рамой V орудия 1 с помощью кронштейнов 7. Как показано на фиг. 1 и 2, предлагаемые прикатывающие катки 6 установлены с возможностью поворота вокруг штифтов 8, проходящих через кронштейны 7, благодаря чему прикатывающие катки 6 могут смещаться в вертикальном направлении, показанном стрелкой 10, сжимая пружины 9 (фиг. 2). Пружина 9 закреплена на нижнем опорном диске 25, а ее верхний конец соединен с шарнирным держателем 25А (фиг. 2).
Как видно из фиг. 1, рама V орудия 1 снабжена колесами 11, которые могут отклоняться с помощью гидравлических средств в рабочее положение, поворачиваясь вокруг штифтов 12, то есть, по сути дела, подниматься. Таким образом, в рабочем положении колеса 11 оказываются поднятыми в воздух, и в этом случае все орудие 1 целиком удерживается по вертикали на прикатывающих катках 6. Рассматриваемые прикатывающие катки 6 перемещаются по обрабатываемой поверхности 13 почвы, катясь по ней в направлении по стрелке 14 (см фиг. 1) и выполняя работу по измельчению и уплотнению почвы.
На фиг. 2 более детально иллюстрируется один из типовых вариантов выполнения прикатывающего катка 6 согласно изобретению. Как видно на этом чертеже, прикатывающий каток 6 имеет продольную опорную балку 15 с прикрепленными к ней двусторонними несущими стойками 16. Опорная балка 15 соединена с рамой V шарнирными кронштейнами 7 и пружинами 9. По сути дела, каждый прикатывающий каток 6 состоит из двусторонних торцевых дисков 17, промежуточных дисков 18 и продольных измельчающих ножей 19, разнесенных относительно друг друга по окружности дисков 17 и 18. Ножи 19 ограничивают собой внутреннее пространство 20 прикатывающего катка 6 с наружной стороны, причем это внутреннее пространство 20 может сообщаться с наружным окружающим воздухом через выполненные между ножами 19 отверстия 21.
Каждый прикатывающий каток 6 содержит барабанную конструкцию 6А, имеющую ряд коаксиальных дисков 17 и 18, связанных с продольными измельчающими ножами 19, которые расположены между двумя противоположными концами вдоль главной оси (осевой линии вращения) 24 барабанной конструкции 6А прикатывающего катка 6. Измельчающие ножи 19 ограничивают собой внутреннее пространство 20 барабанной конструкции 6А прикатывающего катка 6, причем доступ к указанному внутреннему пространству 20 осуществляется через отверстия 21, выполненные между измельчающими ножами 19.
Как более наглядно показано на фиг. 3 и 4, к двум концам торцевых дисков 17 прикатывающего катка 6 прикреплены корпуса 22 подшипников. В этих корпусах 22 подшипников установлены подшипники известного типа (здесь не показаны). В каждый подшипник заделан цилиндрический штифт 23, заходящий во внутреннее пространство 20 прикатывающего катка 6. Оба цилиндрических штифта 23 располагаются соосно и крепятся, предпочтительно посредством приваривания, к несущим стойкам 16. Таким образом, оба цилиндрических штифта 23 по обеим сторонам несущих стоек 16 заходят в осевом направлении во внутреннее пространство 20 прикатывающего катка 6, формируя тем самым осевую линию 24 вращения для прикатывающего катка 6. В рассматриваемом случае корпуса 22 подшипников обоих цилиндрических штифтов 23 крепятся винтами к торцевым дискам 17 прикатывающего катка 6. Таким образом, прикатывающий каток 6 имеет возможность свободного вращения вокруг коаксиальных цилиндрических штифтов 23 и осевой линии 24 вращения.
В соответствии с изобретением, по меньшей мере один из цилиндрических штифтов 23 прикатывающего катка 6, прикрепленных к несущей стойке 16, снабжен упругим элементом 26, предпочтительно рессоры в виде перевернутой буквы С. Внутренний в радиальном направлении конец этого упругого элемента 26 прикреплен к концу цилиндрического штифта 23 с помощью винта 27. Наружный в радиальном направлении конец упругого элемента 26 крепится к концу внутреннего скребка 29, например, винтом 28 (фиг. 4), при этом указанный скребок 29 расположен радиально в продольном направлении между двумя торцевыми дисками 17 во внутреннем пространстве 20 прикатывающего катка 6.
Следует обратить внимание на то, что согласно изобретению, расстояние (интервал) Т между радиально наружным концом внутреннего скребка 29 и радиально внутренним концом рабочего измельчающего ножа 19 специально выбирают небольшим, предпочтительно не больше 2,5 см. Благодаря такой незначительной величине расстояния Т при работе конструкции согласно изобретению не смогут формироваться, с учетом наших экспериментов в полевых условиях, слишком крупные куски, и, как следствие этого, значительно улучшаются возможности самоочистки предлагаемого прикатывающего катка 6.
Как видно на фиг. 2, измельчающие ножи 19 расположены с некоторым наклоном относительно окружности прикатывающего катка 6 - в данном конкретном случае под небольшим углом Е вдоль этой окружности. Этот угол Е может предпочтительно составлять от 5 до 10 градусов.
В процессе работы автоматически выполняется оптимизированная внутренняя самоочистка предлагаемого прикатывающего катка 6 (см. фиг. 1), который перемещается в направлении, обозначенном стрелкой 1, благодаря принудительному контакту прикатывающих катков 6 с поверхностью 13 почвы (см. фиг. 4). В результате этого измельчающие ножи 19 прикатывающего катка 6 вращаются в направлении по стрелке 14 с проведением внутреннего скребка 29 на расстояние Т, при этом кусок 31 почвы (на фиг. 4 показан тонкой линией) будет сдвигаться наружу из внутреннего пространства 20 прикатывающего катка 6 через отверстия 21 между измельчающими ножами 19, то есть выталкиваться из него, как показано на фиг. 4 стрелками 32.
Даже при попадании более крупных кусков почвы, кирпичей, камней или любого другого твердого предмета в пространство между измельчающими ножами 19 и/или между измельчающим ножом 19 и внутренним скребком 29 забивания машины не произойдет, поскольку благодаря гибкому упругому элементу 26 этот внутренний скребок 29 сможет совершать гибкий поворот или гибкое перемещение в сторону внутреннего объема прикатывающего катка 6. Таким образом, благодаря указанным предложенным мерам достигается чрезвычайно эффективное повышение безопасности работы, экономичности и способности прикатывающего катка 6 к самоочистке.
Перечень буквенно-цифровых позиций
1 - Сельскохозяйственное почвообрабатывающее орудие
2 - Стрелка
3 - S-образная культиваторная лапа
4 - Фрезерный культиватор
5 - Планировщик
6 - Прикатывающий каток
6А - Барабанная конструкция
7 - Кронштейн
8 - Штифт
9 - Пружина
10 - Стрелка
11 - Колесо
12 - Штифт
13 - Поверхность почвы, подлежащая обработке
14 - Стрелка
15 - Опорная балка
16 - Несущая стойка
17 - Торцевой диск
18 - Промежуточный диск
19 - Измельчающий нож
20 - Внутреннее пространство
21 - Отверстие
22 - Корпус подшипника
23 - Цилиндрический штифт
24 - Осевая линия вращения
25 - Нижний опорный диск
25А - Держатель пружины
26 - Упругий элемент
27 - Винт
28 - Винт
29 - Внутренний скребок
30 - Стрелка
31 - Кусок почвы
32 - Стрелка
V - Рама
Е - Угол