КУЛЬТИВАТОР
CULTIVATOR

Изобретение относится к области сельскохозяйственных машин и может быть использовано, например, в конструкциях культиваторов, предназначенных для сплошной обработке стерни.
Известны конструкции культиваторов. Так, например, в книге «Карпенко А.Н., Халанский В.М.. Сельскохозяйственные машины - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989, 527 с.» на стр. 54-56, рис. II.6 описан и показан культиватор КПС-4, предназначенный для сплошной обработки паров, предпосевного рыхления и подрезания сорняков. Такой культиватор состоит из рамы, на которой жестко закреплены стойки с рабочими органами. Несмотря на свою эффективность использования, такой культиватор обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что стойки рабочих органов имеют постоянную изгибную жесткость и поэтому использовать его на производстве вышеуказанных работ можно только в тех случаях, когда они рассчитаны на изгиб, на обработку почвы, имеющей определенную твердость. Если твердость почвы будет выше, чем та, на которую рассчитаны стойки рабочих органов, то работа культиватора на них окажется не эффективной за счет значительной упругой деформации последних при движении культиватора.
Известна также конструкция культиватора, предназначенного для сплошной обработки почв (RU 2464757), содержащего раму с жестко присоединенными к ней с помощью S-образных пружинных подвесок  рабочими органами. Несмотря на свою эффективность использования, в части ручной регулировки изгибной жесткости S-образных пружинных подвесок при сплошной обработке почв такая конструкция культиватора не позволяет в автоматическом режиме приспосабливаться к почвам, имеющим различную твердость.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка стойки с рабочим органом, позволяющей в автоматическом режиме обеспечивать работоспособность культиватора, обрабатывающего почвы, имеющие различную твердость.
Поставленная цель достигается тем, что стойки со стороны, противоположной рабочим органам, снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными шлицами, выполненными на пальцах, которые выполнены из упругого материала и одними концами жестко закреплены на раме культиватора, при этом пальцы размещены с возможностью угловых упругих деформаций при их закручивании в стаканах цилиндрической формы, жестко закрепленных на раме и имеющих с одной стороны на внутренних круговых поверхностях наклонные к вертикальной плоскости культиватора канавки полусферического сечения, взаимодействующие с подобными по форме выступами, расположенными на стойках, а с другой - окна, в которых размещены стойки рабочих органов культиватора.
На  фиг. 1 показан общий вид стойки и ее крепление к раме культиватора в перспективе, на фиг. 2 - их сечение по АА с расположенными деталями, и на фиг. 3 - также сечение по АА, но без ряда деталей, размещенных в стакане цилиндрической формы.
Культиватор состоит из рамы 1, к которой жестко, с помощью болтов 2, присоединен стакан 3. В стакане 3 расположен палец 4, снабженный шлицами 5 и участком квадратного сечения 6, размещенным в раме 1. На шлицах 5 подвижно  относительно продольной оси пальца 4 установлена стойка 7, снабженная выступом 8, расположенным подвижно в наклонной канавке 9, выполненной в стакане 3, а на другом конце стойки 7 закреплен рабочий орган 10. В стакане 3 изготовлено окно 11.
φ
φ
Работает культиватор следующим образом. При поступательном движении культиватора совместно с трактором, на который он навешан (на чертежах трактор и культиватор в целом не показаны), по стрелке В (фиг. 1), его заглубленный в почву рабочий орган 10, совместно со стойкой 7, движутся в этом же направлении, при этом к рабочему органу 10 приложена сила сопротивления движению Р, за счет которой и происходит рыхление почвы. Такое положение рабочего органа 10 и стойки 7 обеспечивает определенное значение крутильной жесткости К пальца 4, выполненного из упругих сортов стали, например Сталь 65Г. Предположим теперь, что усилие Ρ возросло за счет увеличения твердости почвы, и тогда под действием такого усилия произойдет некоторое перемещение по стрелке С рабочего органа 10, а следовательно, и его стойки 7. Такое перемещение способствует угловому повороту стойки 7 по стрелке Ε совместно с пальцем 4, за счет наличия между ними шлицев 5. Но так как выступ 8 стойки 7 расположен подвижно в наклонной канавке 9, то стойка 7 получит линейное перемещение на шлицах 5 пальца 4 по стрелке F. В случае, когда, как видно из фиг. 2, расстояние l, характеризующее рабочее положение стойки 7, уменьшится, тогда моментально увеличится крутильная жесткость Κ пальца 4. Такое явление широко известно на практике и описывается зависимостью:
2
где: G - модуль упругости второго рода, Н/мм;
4
I - момент инерции пальца, см;
l - длина пальца, мм;
d - диаметр пальца мм.
Следовательно, раз крутильная жесткость пальца 4 возросла, то и дальнейший угловой поворот его по стрелке Ε не произойдет. После прохода рабочим органом 10 участка почвы с такой твердостью, под действием упругих сил палец 4 возвратится в исходное положение, а рабочий орган 10 совместно со стойкой 7 займут положение, показанное на фиг. 1. В случае обработки почв, имеющих различные твердости, процесс перемещения рабочего органа 10 совместно со стойкой 7 с упругой угловой деформацией пальца 4 будет происходить подобно вышеописанному, только лишь с той разницей, что углы закрутки упругого пальца 4 будут разными. Следует также отметить, что предложенное техническое решение является и предохранительным в тех случаях, когда рабочий орган 10 сконтактирует с особо твердыми телами, которые могут находиться в почве. В этом случае стойка 7 совместно с рабочим органом 10 получит значительный угловой поворот по стрелке Ε с пальцем 4, что позволит исключить поломку последних. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, т.к. оно позволяет в автоматическом режиме, за счет упругой угловой деформации пальца, на котором расположена стойка с рабочим органом, приспосабливаться к почвам, имеющим различную твердость.