ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ
DEEP TILLER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам почвообрабатывающих орудий.
5
Известна стойка рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащая участки, один из которых (монтажный) выполнен в виде цилиндрической спиральной пружины, витки которой смещены в поперечном направлении от продольной оси стойки, при этом в нижней части монтажного участка закреплен рыхлящий элемент (SU 1564745 A1, МПК А01В 35/20, 1988).
Технический недостаток подобных стоек рабочего органа: ограниченные функциональные возможности, в частности нестабильное положение рыхлящего элемента вследствие ненормированной деформации монтажного участка, что приводит к неравномерности тягового сопротивления и глубины хода.
Известен также глубокорыхлитель, содержащий стойку, башмак с долотом и шарнирный параллелограмм, звенья которого соединены с башмаком и рамой орудия, при этом стойка включает упругое звено из набора пружинистых пластин различной длины (RU 2298901 C1, МПК А01В 35/20 (2006.01), А01В 35/24 (2006.01), 2007)
Технический недостаток данного рабочего органа - глубокорыхлителя: определенная нестабильность функционирования и повышенная энергоемкость как следствие совместного тягового сопротивления фронтального звена шарнирного параллелограмма и упругого звена, поперечные сечения которых неоптимальны; повышенная металлоемкость и усложнение конструкции. Техническая задача: повышение эксплуатационно-технологических и энергетических показателей при глубоком рыхлении почвы, снижение металлоемкости и упрощение конструкции.
Технический результат: оптимизация габаритно-весовых характеристик и тягового сопротивления.
Согласно изобретению глубокорыхлитель, содержащий стойку, башмак с долотом и шарнирный параллелограмм, звенья которого соединены с башмаком и рамой орудия, при этом стойка включает упругое звено - стойка совмещена с фронтальным звеном шарнирного параллелограмма, а упругое звено выполнено в виде торсионного вала, посредством которого стойка соединена с рамой орудия.
На фиг. 1 изображен общий вид глубокорыхлителя, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.
Глубокорыхлитель содержит стойку 1, совмещенную с фронтальным звеном шарнирного параллелограмма 2. Звеньями параллелограмма (кроме названной стойки) являются башмак 3, противолежащее (звену 1) тыльное звено 4 и рама 5 орудия. Башмак 3, он же звено параллелограмма 2, несет на себе - впереди по направлению движения - долото 6 с функциями рыхлящего элемента. Лобовая (фронтальная) поверхность 7 долота может быть выполнена по логарифмической спирали, способствующей снижению тягового сопротивления. К долоту 6 шарнирно прикреплено звено 1 параллелограмма, оно же стойка глубокорыхлителя. Допустимо шарнирное соединение стойки 1 не с долотом, а с башмаком 3 при соблюдении необходимых соотношений в размерах параллелограмма. Лобовая поверхность 8 стойки 1 скруглена для некоторого снижения тягового сопротивления.
Упругое звено выполнено в виде торсионного вала 9, посредством которого стойка 1 соединена с рамой 5 орудия. Один конец торсионного вала скреплен (посредством, например, мелкомодульных шлицев) с проушинами 10 стойки 1, при этом вал 9 может свободно проворачиваться в отверстии проушины 11, закрепленной на раме 5 орудия. Противоположный конец торсионного вала 9 неподвижно соединен (также посредством шлицев) с другой проушиной 12 на раме орудия.
Глубокорыхлитель работает следующим образом.
В исходном положении (не в работе) стойка 1 - под действием торсионного вала 9 - несколько проворачивается вперед (по ходу движения). Это влечет за собой смещение вперед и башмака 3 с долотом 6. При глубоком рыхлении почвы - под действием сопротивления почвенных агрегатов - звено 1 (стойка) и вся структура смещается назад (по ходу движения), закручивая торсионный вал 9.
Вне зависимости от углов наклона звеньев 1 и 4 шарнирного параллелограмма 2 его звено 3 (оно же башмак, несущий долото 6) сохраняет горизонтальное положение. При повышении тягового сопротивления (за счет, например, увеличения глубины рыхления почвы или наличия в почве препятствий) звено 1 дополнительно закручивает торсионный вал и отклоняется назад по ходу движения. Вместе с ним - за счет кинематики параллелограмма - разворачивается тыльное звено 4, а башмак 3 с долотом 6 по-прежнему сохраняет горизонтальное положение, обеспечивая нормированное взаимодействие с почвой.
Процесс глубокого рыхления носит циклический (колебательный) характер, при взаимодействии с препятствиями возможны и ударные нагрузки. В этих случаях торсионный вал 9, закручиваясь под действием стойки 1 и ее проушин 10, выступает в качестве демпфера и существенно снижает пики нагрузки на глубокорыхлитель и раму 5 орудия, а также снижает тяговое сопротивление глубокорыхлителя. Этот процесс сопровождается колебательными отклонениями стойки 1 и звена 4, но это не сказывается на горизонтальном положении башмака 3 с долотом 6.
При взаимодействии долота 6 с почвой происходит энергоэффективная деформация и глубокое рыхление почвы - на глубину 40 и более сантиметров. Снижение энергоемкости процесса достигается за счет целенаправленного движения нарушенных агрегатов почвы по лобовой (рабочей) поверхности 7 долота 6 в виде логарифмической спирали, а также за счет гашения (посредством упругого звена 9) динамических и ударных нагрузок. Деформация почвы производится также стойкой 1, эффективность этого процесса достигается за счет снижения лобового (фронтального) сопротивления из-за выноса упругого звена (в нашем случае торсионного вала 9) за пределы зоны рыхления, а также за счет скругления лобовой поверхности 8 стойки 1.
Описанные особенности способствуют снижению тягового сопротивления рабочего органа - глубокорыхлителя. Снижение его габаритно-весовых характеристик и металлоемкости достигается за счет схемно-конструктивных решений упругого звена и оптимизации всей структуры, в том числе за счет совмещения стойки и фронтального звена шарнирного параллелограмма.