ОПРЫСКИВАТЕЛЬ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ МЕХАНИЗМОМ РАСКЛАДЫВАНИЯ ШТАНГИ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к машинам для химической защиты растений от вредителей и болезней, а также для опрыскивания растений и внесения удобрений.
Известен «Распылитель с подвижной шарнирной стрелой» US 6293475 [2], содержащий пару корневых и пару концевых стрел, взаимно соединенные шарнирным соединением и гидроцилиндром привода концевой стрелы. Гидроцилиндр соединен по текучей среде с гидросистемой и гидроаккумулятором, позволяющим поворачиваться концевой стреле при столкновении с препятствием и возврате стрелы при обхождении препятствия.
Недостатком устройства является пониженная надежность, вызываемая повышенной инерционностью гидросистемы при наезде стрелы на препятствие, приводящее к повышенным нагрузкам на элементы конструкции опрыскивателя. Также к недостаткам относятся повышенное количество частей устройства, его излишняя сложность, приводящая к повышению материалоемкости и понижению надежности.
Наиболее близким техническим решением является «Сельскохозяйственный распылитель с многосекционной складной стрелой» WO 2015082121 [1], содержащий раму, шарнирно установленную на раме пару корневых стрел и пару концевых стрел, к каждой концевой и корневой стреле прикреплены переходные элементы с кронштейнами, кронштейны концевой и корневой стрел шарнирно соединены, что позволяет складывать вокруг вертикальной оси из развернутой рабочей конфигурации к транспортной конфигурации, гидроцилиндр привода концевой стрелы, пятка гидроцилиндра подвижно закреплена на корневой стреле.
Недостатком устройства является пониженная надежность, вызываемая повышенной инерционностью системы при наезде стрелы на препятствие, приводящая к повышенным нагрузкам на элементы конструкции опрыскивателя. Повышенная инерционность обусловлена большой подвижной массой, двигающейся при наезде на препятствие - гидроцилиндр, рычаги, пружины, гидравлический амортизатор. Также к недостаткам относятся повышенное количество частей системы, ее излишняя сложность, приводящая к повышению материалоемкости и понижению надежности. Недостатком также является пониженная долговечность, обусловленная низкой долговечностью гидравлического амортизатора, резиновых пружин.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности и долговечности, снижение материалоемкости.
Технический результат достигается тем, что опрыскиватель с гидравлическим механизмом раскладывания штанги, содержащий раму, шарнирно установленную на раме пару корневых стрел и пару концевых стрел, к каждой концевой и корневой стреле прикреплены переходные элементы с кронштейнами, кронштейны концевой и корневой стрел шарнирно соединены, (что позволяет складывать вокруг вертикальной оси из развернутой рабочей конфигурации к транспортной конфигурации), гидроцилиндр привода концевой стрелы, пятка гидроцилиндра подвижно закреплена на корневой стреле, характеризуется тем, что на кронштейнах переходных элементах концевой и корневой стрел шарнирно закреплены первые концы двух тяг, на штоке гидроцилиндра закреплено ушко со сквозным вытянутым вдоль направления перемещения штока гидроцилиндра сквозным пазом (продолговатым отверстием), в котором расположен шкворень, соединенный с шарниром между вторыми концами тяг.
Пятка гидроцилиндра может шарнирно закрепляться на корневой стреле, что позволит снизить изгибающие механические усилия на гидроцилиндр.
Опрыскиватель может содержать двойной трос поддержки корневой стрелы, закрепленный со стороны рамы на концах горизонтальной (направленной вдоль движения) штанги, со стороны шарнира стыковки концевой и корневой стрел тросы соединены и посредством цепи закреплены на консоли, соединенной с переходным элементом концевой стрелы. Указанное выполнение приводит к тому, что корневая стрела поднимается как при боковом усилии на корневую стрелу, так и при отклонении концевой стрелы. При наезде на препятствие корневой стрелы, в зависимости от направления возникающего усилия, один из тросов натягивается, другой ослабляется, что приводит к смещению корневой стрелы и поднятию ее вверх. При отклонении концевой стрелы от первоначального положения цепь, один конец которой закреплен на консоли, другой соединен с двумя тросами посредством цепи, цепь заворачивается вокруг стойки корневой стрелы, при этом уменьшается длина свободной части троса, расположенной над корневой стрелой, что приводит к поднятию корневой стрелы и, соответственно, поднятию и концевой стрелы.
Опрыскиватель может дополнительно содержать стойку (с укосиной), закрепленную на шарнирном конце концевой стрелы и трос поддержки концевой стрелы, один конец которого закреплен на стойке, другой на центральной части концевой стрелы. Применение троса поддержки позволит снизить массу стрелы. Концевая стрела может выполняться в виде отрезка трубы, а трос поддержки концевой стрелы при этом закреплен на центральной части концевой стрелы посредством хомута, причем замок хомута и устройство крепления троса расположены выше отрезка трубы.
На торце корневой стрелы, обращенном к концевой стреле, может располагаться регулируемый упор, смещенный к краю, противоположному оси поворота. Наличие упора позволит стабилизировать положение концевой стрелы в рабочем режиме.
Опрыскиватель с гидравлическим механизмом раскладывания штанги показан на: фиг. 1 (конструкция в целом, вид сверху, правая стрела в рабочем положении), фиг. 2 (конструкция в целом, вид сзади), фиг. 3 (узел соединения корневой и концевой стрел в рабочем положении, вид сверху), фиг. 4 (узел соединения корневой и концевой стрел при контакте с препятствием вид сверху), фиг. 5 (узел соединения корневой и концевой стрел в транспортном положении вид сверху), фиг. 6 (схема горизонтального отклонения стрел при наезде на препятствие), фиг. 7 (схема вертикального отклонения -автоматического поднятия стрелы при контакте с препятствием), где:
1 - рама;
2 - корневая стрела;
3 - штанга подвеса тросов поддержки корневой стрелы;
4 - трос поддержки корневой стрелы;
5 - концевая стрела;
6 - переходный элемент корневой стрелы;
7 - кронштейн корневой стрелы;
8 - переходный элемент концевой стрелы;
9 - кронштейн концевой стрелы;
10 - шарнир соединения кронштейнов;
11 - тяги;
12 - шток гидроцилиндра
13 - ушко со сквозным пазом;
14 - шкворень;
15 - пятка гидроцилиндра;
16 - консоль для цепи поддержки корневой стрелы;
17 - стойка концевой стрелы;
18 - трос поддержки концевой стрелы;
19 - хомут;
20 - регулируемый упор;
21 - направление движения;
22 - препятствие;
23 - стойка корневой стрелы;
24 - кронштейн тяги корневой стрелы;
25 - кронштейн тяги концевой стрелы;
26 - цепь;
27 - обтекатель стойки;
28 - угол отклонения концевой стрелы.
Устройство действует следующим образом: к раме 1, установленной на транспортном средстве (не показано) присоединены подвижно любым известным способом две корневые стрелы (секции) 2. Тросы поддержки корневых стрел 4, соединены со стороны рамы с концами штанги подвеса тросов 3, со стороны концевой стрелы (секции) 5 эти тросы закреплены посредством цепи 26 на консоли 16. Каждая корневая стрела (на конце, противоположном раме) снабжена переходным элементом корневой стрелы 6, на котором расположен кронштейн корневой стрелы 7. Каждая концевая рама снабжена переходным элементом 8, на котором расположен кронштейн концевой стрелы 9, кронштейны концевой и корневой стрел соединены шарниром соединения кронштейнов 10. К переходному элементу корневой стрелы 6 присоединен также кронштейн тяги корневой стрелы 24, а к переходному элементу концевой стрелы 8 присоединен кронштейн тяги концевой стрелы 25. К указанным кронштейнам присоединены одними концами тяги 11, другие концы тяг соединены вместе с шарниром со шкворнем 14, который помещен в сквозной паз ушка 13, закрепленного на штоке гидроцилиндра 12. Пятка гидроцилиндра 15 шарнирно закреплена на корневой стреле 2. Концевая стрела также оборудована тросом поддержки концевой стрелы 18, закрепленного с одной стороны на стойке концевой стрелы 17 с другой стороны на концевой стреле посредством хомута 19. На торце корневой стрелы установлен демпфер 20. Направление движения показано 21, препятствие 22. На корневой стреле также установлена стойка корневой стрелы 23 с дополнительным тросом (не описан).
В транспортном состоянии (фиг.5) шток гидроцилиндра 12 втянут, кронштейны тяг концевой и корневой стрел 24 и 25 находятся на минимальном расстоянии друг от друга, корневая 2 и концевая 5 стрелы расположены преимущественно параллельно. Консоль 16 отведена на максимальное расстояние от стойки 23, которую огибает цепь 26 через обтекатель 27.
В рабочем состоянии (фиг. 1, 2, 3) шток гидроцилиндра 12 извлечен из корпуса гидроцилиндра, кронштейны тяг расположены на максимальном удалении друг от друга, концевую тягу устанавливает в указанное положение трос 4, воздействующий посредством цепи 26 на консоль с отверстием для троса поддержки корневой стрелы 16, установленной на концевой стреле посредством переходного элемента 8. Усилие от троса 4, направленное вдоль корневой стрелы 2, сжимает регулируемый упор 20. Длина тросов 4 и положение упора 20 подбираются таким образом, чтобы исходное положение стрел было горизонтальным.
При наезде на препятствие 22 (фиг. 4, 6, 7) концевая стрела отходит от исходного положения в рабочем состоянии на угол отклонения 28, который зависит от величины препятствия, трос 4 выбирается, за счет оборачивания цепи 26 вокруг стойки 23, снабженной обтекателем 27, корневая и концевая стрелы поднимаются благодаря укорочению отрезка троса, расположенного между штангой 3 и стойкой 23. Шток гидроцилиндра 12 находится в прежнем положении благодаря тому, что шкворень 14 скользит внутри паза ушка 13. Поднятие корневой стрелы происходит также и при наезде корневой стрелы на препятствие, поскольку при отводе корневой стрелы назад (по отношению к раме 1), благодаря выносу точки закрепления троса 4 на штанге 3, трос натягивается, поднимая конец стрелы с переходным элементом вверх. Подъем корневой стрелы при наезде корневой стрелы на препятствие происходит также при движении назад благодаря симметрии системы тросов.
Технический результат - повышение надежности достигается за счет снижения инерционности при наезде на препятствие - двигаются только сама концевая стрела, переходный элемент и тяги, а длина выдвижения гидроцилиндра остается постоянной. Снижение инерционности системы приводит к снижению величины динамических сил, воздействующих на конструкцию, что повышает надежность. Также повышает надежность снижение количества технически сложных и склонных к отказу элементов -отсутствует гидравлический амортизатор, рычаг, прикрепленный к пятке гидроцилиндра, резиновые подушки. Технический результат - снижение материалоемкости достигается снижением количества элементов гидропривода стрелы - нет необходимости в применении гидравлического амортизатора, рычага, прикрепленного к пятке гидроцилиндра, резиновых подушек. Технический результат - повышение долговечности обусловлено снижением количества подвижных частей привода при наезде на препятствие - двигается только сама концевая стрела с цепью, шток гидроцилиндра остается практически неподвижным.
Промышленная применимость. Заявляемое конструкторско-техническое решение может с успехом применяться для изготовления опрыскивателей со складными стрелами, устойчивых при наезде на препятствия, надежных и долговечных.