Рабочий орган культиватора
CULTIVATOR WORKING TOOL

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для сплошной и междурядной обработки почвы.
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.
Известен рыхлитель почвы [RU, патент на полезную модель №164210 U1, кл. А01В 21/08. Дисковый рыхлитель почвы // Л.Ф. Бабицкий, И.В. Соболевский. Заявлено 05.04.2016, опубликовано 20.08.2016], содержащий маятниковое виброустройство, выполненное в виде двух ударников со стойками, шарнирно закрепленными на двуплечем поворотном рычаге по обе стороны С-образной стойки, причем на стойках имеются стопора, которые входят в боковые фигурные пластины рычага, также на стойке за счет болтового соединения закреплены два бойка со скобами. Данное конструктивное решение позволяет повысить эффективность поверхностного рыхления почвы с одновременным снижением тягового сопротивления.
Недостатками конструкции являются низкая частота воздействия ударников на упругую С-образную стойку только в горизонтальной плоскости и, как следствие, недостаточный уровень вибрационного воздействия рыхлительного рабочего органа на почву. Вертикальное перемещение рабочего органа на упругой стойке не ограничено, что отрицательно сказывается на равномерности глубины обработки почвы.
Наиболее близка к заявленной и выбранная за прототип 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 шарнирно крепится к стойке с возможностью регулировки положения по высоте, а длину качающего рычага маятника можно изменять.
Возникающие в процессе работы устройства периодические соударения стойки и маятникового виброударного механизма вызывают активную вибрацию культиваторной лапы, что обеспечивает лучшее качество обработки почвы и снижение величины тягового сопротивления. 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.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является интенсификация крошения почвы и снижение энергоемкости обработки за счет создания виброударного воздействия высокой частоты с возможностью регулирования энергии удара и амплитуды колебаний. Перемещение рабочего органа в вертикальном направлении ограничено виброударным ограничителем.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается за счет того, что рабочий орган культиватора, включающий подпружиненную на раме С-образную стойку, содержит маятниковый виброударный механизм. Ударник маятника, взаимодействующий 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, выполнен в виде закрепленного, с возможностью регулировки, на конце рычага маятника пустотелого цилиндра с внутренним виброударным механизмом. 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.
Рабочий орган культиватора (фиг.) содержит установленную на раме 1 культиваторную лапу 2 и упругую стойку 3 с маятниковым виброударным механизмом. Ударник 5 виброударного механизма, расположенный на качающемся рычаге 6, состоит из пустотелого цилиндрического корпуса 7 с внутренним виброударным механизмом, состоящим из чередующихся витых пружин 8 и цилиндрических тел с полушаровыми выступами на торцах и выступающими цилиндрическими толкателями 10. Перемещение ударника 5 ограничено наковальнями 4 и 12, расположенными соответственно на стойке 3 и упругом ограничителе 11. Перемещение стойки в вертикальном направлении ограничено парой ударников 13 с пружиной сжатия 14.
Рабочий орган культиватора работает следующим образом. Возникающая в процессе движения в почве переменная по величине сила сопротивления вызывает колебания упругой стойки 3. В фазе сжатия почвы отклоняющаяся упругая стойка 3 вызывает смещение ударника 5. При скалывании почвы и резком падении сопротивления стойка 3 за счет силы упругости начинает двигаться в обратную сторону, а закрепленный на ней посредством качающегося рычага 6 ударник 5 в силу своей инерции продолжает движение и соударяется с наковальней 12 упругого ограничителя 11 и меняет направление движения на противоположное. В нижней точке движения происходит соударение виброударного механизма 5 с наковальней 4, размещенной на упругой стойке. Изменением расстояния между наковальнями 4 и 12 регулируется частота срабатывания ударника 5 виброударного механизма. Допускаемое перемещение рабочего органа в вертикальном направлении ограничено виброударным ограничителем, состоящим из ударников 13 и пружины 14.
Таким образом, предлагаемый рабочий орган культиватора с маятниковым виброударным механизмом и ограничителем колебаний в вертикальном направлении позволит снизить энергоемкость процесса обработки почвы, повысить качество крошения и поддерживать стабильность заданной глубины хода рабочего органа.