Устройство для подготовки ямок для установки шпалерных опор

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для выполнения ямок для установки шпалерных опор и может быть использована на твердых почвах.
Наиболее близким по технической сущности и принятый как прототип является механизм для подготовки ямок, который содержит нажимной поперечный брус, соединенный с рамой и гидроцилиндром, прессующий механизм, а также имеет консоль и пробивающий рабочий орган, которые расположены на раме в направлении запрессовывания опоры (патент Украины №76216, МПК A01G 17/16, опубл. 25.12.2012, бюл. №24).
Механизм - прототип для подготовки ямок имеет следующие недостатки. Ямка под установку шпалерной опоры формируется путем вдавливания в почву рабочего органа, с последующим извлечением его из образовавшейся в почве ямки. В механизме для подготовки ямок рабочий орган выполнен в виде стержня, а усилие вдавливания в почву и извлечения из нее, создаваемое гидроцилиндром передается к рабочему органу шарнирной траверсой, которая представляет собой рычажный механизм с одной шарнирной опорой на раме. Таким образом, при вдавливании рабочего органа в почву, конец траверсы, к которому прикреплен рабочий орган, перемещается по дуге окружности, в результате рабочий орган перемещается не только в вертикальном направлении, но и одновременно в горизонтальном направлении. Такая кинематика перемещения рабочего органа не обеспечивает формирования ямки правильной формы, соответствующей форме и размерам устанавливаемой шпалерной опоры, что не обеспечивает устойчивость опоры и ее вертикальное расположение. Кроме того, в процессе формирования ямки, под действием сил трения скольжения между рабочим органом и стенкой ямки, последняя будет разрушаться и осыпаться, уменьшая планируемую глубину ямки для установки шпалерной опоры.
Технической задачей полезной модели является усовершенствование конструкции устройства для подготовки ямок для установки шпалерных опор.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергоемкости процесса формирования ямок для установки шпалерных опор и повышение качества ямки.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для выполнения ямок для установки шпалерных опор, содержащее раму, поперечный брус, соединенный с рамой и гидроцилиндром, к штоку которого прикреплен рабочий орган, гидроцилиндр соединен с гидравлической системой трактора, согласно полезной модели, рабочий орган выполнен в виде полого корпуса и оснащен вибрационной конусообразной головкой, установленной в его нижней части, соединенной посредством стержня с гидравлическим вибратором, размещенным внутри корпуса рабочего органа и жестко прикрепленным ко внутренней поверхности корпуса рабочего органа, в корпусе рабочего органа над вибрационной головкой по периметру выполнены отверстия, в которые установлены ролики, выступающие за пределы корпуса и расположенные так, что направление их вращения совпадает с направлением перемещения рабочего органа, приэтом гидравлический вибратор дополнительно соединен трубопроводом с гидравлической системой трактора, на котором установлено устройство.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками полезной модели, является наличие в устройстве для подготовки ямок для установки шпалерных опор рамы, поперечного бруса, соединенного с рамой и гидроцилиндром, к штоку которого прикреплен рабочий орган, гидроцилиндр соединен с гидравлической системой трактора.
Отличительными признаками является то, что рабочий орган выполнен в виде полого корпуса и оснащен вибрационной конусообразной головкой, установленной в его нижней части, соединенной посредством стержня с гидравлическим вибратором, размещенным внутри корпуса рабочего органа и жестко прикрепленным ко внутренней поверхности корпуса рабочего органа, в корпусе рабочего органа над вибрационной головкой по периметру выполнены отверстия, в которые установлены ролики, выступающие за пределы корпуса и расположенные так, что направление их вращения совпадает с направлением перемещения рабочего органа, при этом гидравлический вибратор дополнительно соединен трубопроводом с гидравлической системой трактора, на котором установлено устройство.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. При погружении в почву для формирования ямки вибрационная головка рабочего органа вибрационным воздействием на почву разрыхляет ее перед рабочим органом, в результате уменьшается сопротивление движению рабочего органа и, собственно, уменьшается усилие и энергозатраты запрессовки его в почву. Кроме того, имеющиеся и выступающие за пределы корпуса ролики при погружении рабочего органа в почву, за счет перекатывания, раздвигают и уплотняют стенки образующейся ямки, значительно снижается сила трения между внешней поверхностью корпуса рабочего органа и стенкой ямки. В результате снижаются энергозатраты на процесс формирования ямки. В процессе извлечения рабочего органа из ямки ролики продолжают уплотнять стенки образованной ямки, что исключает осыпание почвы стенок и засыпание ямки. Таким образом, диаметральный и глубинный размер ямки получается соответствующим размерам устанавливаемой шпалерной опоры, т.е. имеет высокое качество.
Конструкция и принцип работы устройства для выполнения ямок для установки шпалерных опор поясняются графическими материалами, где на Фиг. 1 показан общий вид устройства с разрезом рабочего органа в вертикальной плоскости, на Фиг. 2 показан разрез рабочего органа в горизонтальной плоскости Б-Б в месте установки роликов.
Устройство для подготовки ямок для установки шпалерных опор состоит из поперечного бруса 1, крепящегося к раме трактора (на фигурах не показаны), гидроцилиндра 2, установленного на поперечном брусе 1, рабочего органа 3, прикрепленного к штоку 4 гидроцилиндра 2. Рабочий орган 3 устройства включает полый корпус 5, вибрационную головку 6 конусообразной формы, размещенную в нижней части корпуса 5. Вибрационная головка 6 присоединена стержнем 7 к гидравлическому вибратору 8, выполненному, например, в виде короткоходового гидроцилиндра, размещенному внутри корпуса 5 рабочего органа 3 и жестко прикрепленному к его внутренней поверхности. В корпусе 5 рабочего органа 3, над вибрационной головкой 6, по периметру выполнены отверстия 9, в которые установлены ролики 10, выступающие запределы корпуса 5 с направлением вращения, совпадающим с направлением перемещения рабочего органа 3. Для подвода рабочей жидкости от гидравлической системы трактора (на фигурах не показана) к гидроцилиндру 2 и гидравлическому вибратору 8 имеются трубопроводы 11 и 12.
Устройство для подготовки ямок для установки шпалерных опор работает следующим образом. Перед изготовлением ямки устройство путем опусканием поперечного бруса 1 подводится к поверхности почвы, при этом шток 4 втянут в гидроцилиндр 2, а рабочий орган 3 находится в верхнем крайнем положении. Процесс изготовления ямки начинается подачей рабочей жидкости в гидроцилиндр 2 из гидросистемы трактора (на фигурах не показано), на котором установлено устройство. По мере поступления рабочей жидкости по трубопроводу 11 в гидроцилиндр 2, его шток 4 выдвигается и, соответственно, перемещает рабочий орган 3, который начинает заглубляться в почву. При этом в гидравлический вибратор 8 рабочего органа 3 по трубопроводу 12 также подается рабочая жидкость из гидросистемы трактора (на фигурах не показано), гидравлический вибратор 8 генерирует колебания, которые стержнем 7 передаются вибрационной головке 6 рабочего органа 3. Вибрационная головка 6 вибрационным воздействием на почву разрыхляет ее перед рабочим органом 3, что значительно уменьшает сопротивление погружения его в почву. Ролики 10, выступающие за пределы корпуса 5 рабочего органа 3, дополнительно к деформационному действию вибрационной головки 6 на почву, раздвигают и уплотняют стенку образующейся ямки и, таким образом, снижается сила трения между внешней поверхностью корпуса 5 рабочего органа 3 и стенкой ямки. После требуемого заглубления рабочего органа 3 в почву, изменением направления подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр 2 из гидросистемы трактора (на фигурах не показано) изменится направление движения штока 4 гидроцилиндра 2. Он втягивается в гидроцилиндр 2 и извлекает рабочий орган 3 из образовавшейся ямки. При извлечении рабочего органа 3 из ямки, ролики 10, перекатываясь по стенке ямки, продолжают уплотнять стенки образованной ямки, что исключает осыпание стенок.
Предварительное разрыхление почвы вибрационной головкой перед погружающимся рабочим органом устройства, а также уплотнение стенок выполненной ямки с помощью роликов обеспечивает предлагаемому устройству низкую энергоемкость формирования ямок высокого качества.