Рабочий орган культиватора
WORKING BODY OF CULTIVATOR

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для сплошной и междурядной обработки.
Известна конструкция рабочего органа культиватора КПЭ-3,8, содержащего раму, подпружиненную С-образную стойку и стрельчатую лапу [Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М: Агропромиздат, 1989]. Данное конструктивное решение обеспечивает колебательное движение стрельчатой лапы в почве за счет действия переменной силы сопротивления и пружинного крепления стойки к раме, что позволяет снизить на незначительную величину значение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата.
Недостатком конструкции является нестабильность частоты и амплитуды колебаний рабочего органа, зависящих в значительной мере от частоты колебаний тягового сопротивления. Вследствие этого тяговое сопротивление перемещению в почве культиваторной лапы и тяговое сопротивлений почвообрабатывающего агрегата в целом снижаются незначительно, а повышение качества крошения почвы практически не происходит.
Так же известна конструкция рабочего органа культиватора [UA, патент на полезную модель №28178, кл. А01В 33/00. Рабочий орган культиватора // Л.Ф. Бабицкий, В.И. Тарасенко, Ю.Ю. Кусенко. Заявлено 03.08.2007, опубликовано 26.11.2007], состоящего из рамы, С-образной стойки и стрельчатой лапы. На тыльной стороне стойки размещен ударный механизм маятникового типа, верхняя часть которого шарнир но крепится к стойке с возможностью регулировки положения по высоте, а длину качающего рычага маятника можно изменять.
Недостатком конструкции является малая частота соударений ударника со стойкой и, как следствие, недостаточный уровень вибрационного воздействия рабочего органа на почву. При работе на тяжелых почвах возникают значительные отклонения от установленной глубины хода рабочего органа.
В качестве прототипа выбран рабочий орган культиватора содержащий подпружиненную на раме С-образную стойку с маятниковым виброударным механизмом и верхним ударным ограничителем. Ударник маятника взаимодействует с регулируемой по высоте полушаровой наковальней упругой С-образной виброударной стойки с одной стороны и с полушаровой наковальней упругого консольного ограничителя с регулировкой угла установки посредством секторного механизма. Ударник выполнен в виде закрепленного с возможностью регулировки на конце рычага маятника пустотелого цилиндра с внутренним виброударным механизмом. Внутренний виброударный механизм состоит из чередующихся витых пружин и цилиндрических тел с полушаровыми выступами на торцах и выступающими цилиндрическими толкателями, взаимодействующими с полушаровыми наковальнями стойки и упругого ограничителя. Перемещение рабочего органа в вертикальном направлении ограничено виброударным ограничителем, состоящим из пары ударников и цилиндрической пружины сжатия[патент РФ №2674576 на изобретение "Рабочий орган культватора", авторы Бабицкий Л.Ф., Куклин В.А., Шевченко В.В., опубл. 11.12.2018, Бюл. №35].
Недостатком представленного прототипа является недостаточная интенсивность крошения почвы и малое снижение энергоемкости обработки почвы.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение интенсивности крошения почвы и снижение энергоемкости обработки почвы за счет увеличения интенсивности передаваемого импульсного воздействия высокой частоты, а также обеспечение возможности регулирования энергии удара и амплитуды колебаний.
Рабочий орган культиватора содержит подпружиненную на раме С-образную стойку с маятниковым виброударным механизмом, состоящем из закрепленного на конце рычага маятника в виде пустотелого цилиндра с внутренними чередующимися витыми пружинами и цилиндрическими телами с полушаровыми выступами на торцах с выступающими цилиндрическими толкателями, взаимодействующими с полушаровыми наковальнями стойки и упругого ограничителя, форма которого в продольно-вертикальной плоскости описывается уравнением логарифмической спирали, при этом упругий консольный ограничитель с регулируемой полушаровой наковальней, взаимодействующий с полушаровыми выступами виброударного толкателя маятника, закреплен в месте крепления лапы к нижней стороне стойки.
Отличительным признаком изобретения является наличие упругого консольного ограничителя, закрепленного в месте крепления лапы к нижней стороне стойки, с возможностью фиксации в разных положениях полушаровой наковальни.
Причинно-следственная связь между отличительными признаками и техническим результатом заключается в том, что благодаря дооснащению существующей конструкции упругим консольным ограничителем, форма которого в продольно-вертикальной плоскости описывается уравнением логарифмической спирали, закрепленном в месте крепления лапы к нижней стороне стойки с возможностью фиксации в разных положениях полушаровой наковальни, последняя воспринимает импульсное воздействие от маятникового виброударного механизма и через упругий консольный ограничитель передает его непосредственно на подрезающую лапу культиватора. От соударений колеблющегося маятника не только с культиваторной стойкой, но и с упругим консольным ограничителем создается виброударное воздействие высокой частоты и происходит увеличение передаваемого импульса на культиваторную лапу, что снижает тяговое сопротивление агрегата, благодаря автоколебательному процессу повышается интенсивность крошения почвы и снижается энергоемкость обработки почвы. Выполнение упругого консольного ограничителя с отверстиями для крепления на нем полушаровой наковальни дает возможность регулировать энергию удара и амплитуду колебаний.
Изобретение представлено графически: фиг. 1 - рабочий орган культиватора, вид сбоку.
Рабочий орган включает культиваторную лапу 1, подпружиненную стойку 2 с маятниковым ударным механизмом 3, который состоит из полушаровой наковальни 4, пустотелого цилиндрического корпуса 5, качающегося рычага 6, витых пружин 7, ударника 8, выступающих цилиндрических толкателей 9 и упругого консольного ограничителя 10 с отверстиями 11 для крепления на нем регулируемой полушаровой наковальни 12
Представленное изобретение функционирует следующим образом: Во время подрезания сорняков и рыхления почвенного пласта культиваторная лапа 1 испытывает переменное сопротивление почвы, что приводит к изгибу нижней части культиваторной стойки 2 в фазе сжатия почвы и активизации движения маятникового виброударного механизма 3. В фазе скола почвы культиваторная стойка 2 возвращается в исходное положение, в этот момент маятниковый виброударный механизм 3 под действием силы инерции соударяется с наковальней 12 упругого консольного ограничителя 10, что интенсифицирует колебания маятникового виброударного механизма 3 и позволяет повысить вибрацию культиваторной лапы 1. Это приведет к снижению тягового сопротивления культиваторного рабочего органа и агрегата в целом. Форма упругого ограничителя в продольно-вертикальной плоскости, описываемая уравнением логарифмической спирали вида , позволяет улучшить скольжение и сход попадающей на него почвы, так как такая поверхность описывает форму линий скольжения почвы по ограничителю с минимальным сопротивлением.
Результатом использования предложенного устройства является снижение тягового сопротивления культиваторного рабочего органа и повышение качества крошения почвы.