МЕХАНИЗМ ПОДВЕСКИ СОШНИКА
SHOULDER SUSPENSION MECHANISM

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к механизмам подвески почвообрабатывающих и бороздообразующих рабочих органов сеялок и почвообрабатывающе-посевных агрегатов.
Известна конструкция подвески культиваторной лапы-сошника, включающая параллелограммный механизм, имеющий верхнюю горизонтальную сторону, жестко прикрепленную к раме орудия и нижнюю горизонтальную сторону, к которой крепится стойка рабочего органа, при этом они соединены между собой с одной стороны плоской пружиной, а с другой - регулируемой по длине скобой, закрепленной на шарнирах. Это позволяет повысить устойчивость хода культиваторной лапы сошника и снизить его тяговое сопротивление за счет придания ему автоколебаний вследствие неоднородности сопротивления почвы перемещению сошника (Пат. 51815 Российская Федерация, А01В 35/20. Почвообрабатывающий рабочий орган / Ковтунов В.Е., Зарипова Н.А., Жетписбаев А.Ш. Опубл. 10.03.2006. Бюл. №7).
Недостатком данного устройства является то, что изгиб плоской пружины под нагрузкой происходит по всей ее длине, изменяя расстояние между шарнирами параллелограммной подвески. При этом не соблюдается условие равной длины противоположных сторон параллелограммной подвески сошника, что делает невозможным параллельное перемещение сошника относительно рамы. В этом случае при повышении сопротивления обработки почвы движение сошника при выглублении происходит по некоторому радиусу с уменьшением глубины хода его носка относительно крайних точек крыльев лапы, что ухудшает качество почвообработки и посева.
Известна конструкция подвески комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа - сошника, содержащая параллелограммный механизм, включающий горизонтальные основания: верхнее - прикрепленное к раме, и нижнее, на котором жестко закреплен стойка рабочего органа. Основания шарнирно соединены между собой шатунами, а их крайние точки консольных частей соединены цилиндрическими пружинами, что позволяет поддерживать выбранную величину сопротивления почвы и вследствие этого достаточно точно копировать рельеф (Пат. 104415 Российская Федерация, А01В 15/00. Подвеска комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа / Кем А.А., Красильников Е.В. Опубл. 20.05.2011. Бюл. №14).
Недостатком данного устройства является достаточно сложная процедура регулировки глубины хода рабочего органа, высокая металлоемкость и большая номенклатура деталей конструкции, а также значительные габариты механизма подвески рабочего органа.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является механизм подвеса сошниковой группы сеялки, параллелограммный механизм подвеса которого включает верхнее звено, жестко связанное с брусом крепления катка, и нижнее звено, с установленными на нем сошниками, а также вертикальные звенья, выполненные в виде прицепов пружин кручения, оси симметрии витков которых установлены в местах, соответствующих расположению части шарниров параллелограммного механизма подвеса, а вторая часть шарниров этих звеньев закреплена на прицепах пружин. Усилие заглубления сошников регулируется изменением длины диагонали параллелограмма винтовым механизмом регулировки, положением по высоте катка и кронштейна крепления бруса на корпусе фрезы (Пат. 2742436 Российская Федерация, А01В 49/065, А01С 5/08. Сеялка полосного посева / Сысуев В.А., Дёмшин С.Л., Исупов А.Ю., Зырянов Д.А., Гайдидей С.В., Черемисинов Д.А. Опубл. 05.02.2021. Бюл. №4).
Недостатком данного устройства является сложная конструкция и высокая трудоемкость настройки сошниковой группы на заданную глубину посева, а также периодическое изменение глубины хода сошника при изменении условий эксплуатации из-за отсутствия регулировки заглубляющего усилия пружин кручения в ходе рабочего процесса, что снижает качество посева.
Заявляемое изобретение направлено на повышение качества обработки почвы и бороздообразования, снижение металлоемкости конструкции и трудоемкости настройки механизмов подвески почвообрабатывающих и бороздообразующих рабочих органов сеялок и почвообрабатывающе-посевных агрегатов на заданную глубину обработки почвы и посева при сохранении компактности конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что у механизма подвески сошника, включающего параллелограмный механизм, содержащий два параллельных звена, выполненных в виде прицепов пружин кручения, оси симметрии витков которых установлены в местах, соответствующих расположению части шарниров параллелограммного механизма подвески, вторая часть шарниров этих звеньев закреплена на прицепах пружин, соединенных между собой звеном, на котором размещен сошник, причем начальное сжатие пружин кручения параллелограммного механизма подвески сошника определяется положением ограничительного бруса, имеющего возможность перемещения в поперечно-вертикальной плоскости относительно ряда сошников, согласно предлагаемому изобретению часть пружин кручения механизма подвески закреплена на брусе рамы машины, а вторая часть пружин кручения жестко установлена на оси с центром вращения, совпадающим с центром симметрии витков и расположенной в опорах на раме машины с возможностью вращения и фиксации выбранного положения пружин кручения посредством механизма регулирования угла поворота оси.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в следующем положительном эффекте.
Использование в механизме подвески сошника пружин кручения позволяет с высокой точностью копировать неровности рельефа, устойчиво выдерживая установочную глубину бороздообразования, так как при чрезмерном выглублении или заглублении сошника происходит изменение его тягового сопротивления, которое напрямую зависит от глубины бороздообразования, что обуславливает противоположную реакцию пружин кручения, направленную на компенсацию изменения тягового сопротивления сошника путем поддержания его установочной глубины бороздообразования.
Применение в основе подвески сошника параллелограммного механизма с прицепами пружин кручения в качестве двух параллельных звеньев, оси симметрии витков которых установлены в местах, соответствующих расположению части шарниров параллелограммного механизма подвески, а вторая часть шарниров этих звеньев закреплена на прицепах пружин, соединенных между собой звеном, на котором размещен сошник, позволяет совместить в одном элементе механизма подвески - пружине кручения функции шарнирного крепления сошника на раме, копирования рельефа и предохранительного механизма, что существенно повышает компактность конструкции подвески сошника, снижает ее металлоемкость и габаритные размеры.
Совместное использование в конструкции механизма подвески сошника пружин кручения, жестко закрепленных на раме машины, и пружин кручения, жестко установленных на свободно вращающейся оси, усилие которых можно регулировать относительно равновесного положения в диапазоне от отрицательных до положительных значений за счет изменения угла поворота оси посредством механизма регулирования, позволяет точно настраивать величину усилия заглубления сошника необходимую для преодоления сопротивления почвы, соответствующего требуемой глубине хода сошника без использования дополнительных механизмов регулировки глубины бороздообразования.
Дополнительной возможностью повысить качество обработки почвы и бороздообразования возможно при оснащении сошниковой группы системой управления с обратной связью между положением сошника относительно поверхности почвы и следящим механизмом регулирования угла поворота оси пружин кручения электромеханического, гидравлического или иного типа, что позволит использовать координатный метод копирования рельефа, в дополнении к силовому способу.
При установке сошника на подпружиненном механизме подвески в процессе работы наральник сошника совершает колебательные движения в почве вследствие неоднородности ее сопротивления, что способствует сглаживанию пиковых нагрузок тягового сопротивления сошника, что снижает тяговое сопротивление агрегата в целом и уменьшает колебания сошников в вертикальной плоскости, тем самым повышая стабильность глубины посева.
Начальное сжатие пружин кручения параллелограммного механизма подвески сошника определяется положением ограничительного бруса, имеющего возможность перемещения в поперечно-вертикальной плоскости относительно ряда сошников, что предотвращает поломку сошников и механизма подвески при переводе машины в рабочее положение, ограничивает чрезмерную амплитуду движения сошников в продольной плоскости при колебаниях как при работе, так в ходе транспортировки.
Таким образом, использование предложенной конструкции механизма подвески сошника позволит повысить качество обработки почвы и бороздообразования вследствие более высокой стабильности глубины хода сошника, снизить металлоемкость конструкции и трудоемкость настройки механизма подвески бороздообразующих рабочих органов сеялок и почвообрабатывающе-посевных агрегатов на заданную глубину обработки почвы и посева при сохранении компактности его конструкции.
На чертежах представлены схемы, поясняющие сущность изобретения: фиг. 1 - общий вид механизма подвески сошника на базе культиваторной стрельчатой лапы (вид сбоку); фиг. 2 - общий вид механизма подвески килевидного сошника (вид сбоку).
Механизм подвески сошника, выполненный на основе параллелограммного механизма, содержит два параллельных звена, выполненных в виде прицепов 1 пружин кручения 2. Оси симметрии витков пружин кручения размещены в местах, соответствующих расположению части шарниров параллелограммного механизма подвески, вторая часть шарниров 3 этих звеньев закреплена на прицепах 1 пружин кручения 2, соединенных между собой звеном 4, на котором размещен сошник на базе культиваторной стрельчатой лапы 5 или килевидный сошник 6. Начальное сжатие пружин кручения 2 параллелограммного механизма подвески сошника задается положением ограничительного бруса 7, имеющего возможность перемещения в поперечно-вертикальной плоскости относительно ряда сошников. При этом часть пружин кручения 2 механизма подвески закреплена на брусе рамы 8 машины, а вторая часть пружин кручения 2 жестко установлена на оси 9. Ось 9 крепится в опорах 10 на раме 8 машины с возможностью вращения и фиксации выбранного положения пружин кручения 2 посредством механизма регулирования 11 угла поворота оси. Центр вращения оси совпадает с центром симметрии витков пружины 2.
Механизм подвески сошника работает следующим образом. Возможны два варианта настройки механизма подвески сошника. Первый вариант наиболее рационально использовать при применении сошников с анкерными наральниками или на базе культиваторных стрельчатых лап 5, т.е. сошников с острым углом вхождения в почву, настройка сошниковой группы сеялки производится посредством установки опорных колес машины в вертикальной плоскости на заданную глубину бороздообразования. Это положение должно соответствовать усилию пружин кручения 2, жестко закрепленных на раме 8, достаточному для заглубления сошника на базе культиваторных стрельчатых лап 5 и поддержания ими среднего значения заданной глубины обработки почвы, характеризующегося определенной величиной сопротивления почвы перемещению сошника. При этом пружины кручения 2, установленные на оси 9, размещенной в опорах 10 на раме 8 машины, зафиксированы посредством механизма регулирования 11 в положении "покоя", т.е. без деформации витков пружины. В этом случае усилие жестко закрепленных на раме 8 пружин кручения 2 обеспечивает движение сошника на базе культиваторных стрельчатых лап 5 на заданной глубине хода, а усилие пружин кручения 2, установленных на оси 9, обеспечивает дополнительное поддержание заданной глубины хода сошника 5, так как при выглублении сошника их усилие оказывает заглубляющий эффект, а при чрезмерном заглублении - усилие пружин кручения 2 также действует в противоположном направлении, обеспечивая поддержание заданной глубины обработки почвы. Положение ограничительного бруса 7, помимо регулировки величины начального сжатия пружин кручения 2 механизма подвески, позволяет также ограничить чрезмерное заглубление сошника на базе культиваторной лапы 5.
Второй способ настройки механизма подвески сошника более подходит для сошников с тупым углом вхождения наральника в почву, таких как килевидные, полозовидные и т.д. Рациональным вариантом является установка всех пружин кручения 2 с усилием, направленным на преодоление сопротивления почвы перемещению килевидного сошника 6 соответствующего заданной глубине обработки. Грубая настройка глубины бороздообразования сошниковой группы также осуществляется путем установки опорных колес машины в вертикальной плоскости на заданную величину. Суммарная жесткость пружин кручения 2 должна обеспечивать преодоление сопротивления почвы, соответствующего требуемой глубине хода килевидного сошника 6. Точная настройка необходимого усилия заглубления механизма подвески производится изменением положения пружин кручения 2, установленных с возможностью вращения на оси 9, посредством соответствующего механизма регулирования 11. В этом случае рационально оснащение сошниковой группы системой управления следящего типа с обратной связью между положением сошника 6 относительно поверхностью почвы и механизмом регулирования 11 угла поворота оси 9 пружин кручения 2 электромеханического, гидравлического или иного типа. Так как она позволит наиболее точно поддерживать установочную глубину бороздообразования в ходе рабочего процесса при изменении величины сопротивления почвы перемещению сошника, меняя суммарное заглубляющее усилие пружин кручения 2 при смене положения сошника относительно поверхности почвы.
Использование механизма подвески сошника позволит повысить качество обработки почвы и бороздообразования вследствие более высокой стабильности глубины хода сошника, что создаст наиболее благоприятные условия для прорастания и развития высеянных семян, снизить металлоемкость конструкции и трудоемкость настройки механизма подвески бороздообразующих рабочих органов сеялок и почвообрабатывающе-посевных агрегатов на заданную глубину посева при сохранении компактности его конструкции.