ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗА
SOIL CULTIVATING CUTTER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к малогабаритным самоходным ручным почвообрабатывающим машинам с приводом от электродвигателя, и может быть использовано для рыхления почвы в теплицах, парниках и на приусадебных участках.
Известна конструкция электрофрезы, содержащая корпус, на центральном валу которого установлены предохранительная муфта, червяк, кинематически связанный с червячным колесом, установленным на полуосях с ходовыми колесами. Кроме того, на центральном валу установлена коническая шестерня, кинематически связанная с зубчатым коническим колесом, установленным на полуосях с фрезерными рабочими органами. На корпусе расположен электродвигатель привода ходовых колес и фрезерных рабочих органов (Техническое описание и инструкция по эксплуатации электрической фрезы для обработки почвы ФС-0,85. ОКП47 3852 Ленинградский экспериментальный завод сельскохозяйственного машиностроения, 1984, с.4).
Недостатком известной конструкции является отсутствие возможности выбора технологических режимов обработки почвы в зависимости от ее свойств и, в частности, от ее плотности, заключающихся в регулировании подачи на ее фрезерные рабочие органы.
Технический результат заключается в повышении качества обработки почвы, курсовой устойчивости и эффективности использования почвообрабатывающей фрезы за счет возможности автоматического регулирования величины подачи на ее фрезерные рабочие органы.
Технический результат достигается тем, что почвообрабатывающая фреза, включающая электропривод, расположенный на корпусе, на центральном валу которого установлены предохранительная муфта, коническая шестерня, кинематически связанная с зубчатым коническим колесом, установленным на полуосях с фрезерными рабочими органами, и червяк, кинематически связанный с червячным колесом, установленным на полуосях с ходовыми колесами, дополнительно снабжена клиноременным вариатором, состоящим из ведущего шкива с механизмами регулировки и управления, закрепленными на промежуточном валу, жестко соединенным с валом электродвигателя, и ведомого шкива, кинематически связанного клиновым ремнем с ведущим шкивом, при этом червяк жестко установлен на полом валу, шарнирно установленном на центральном валу. Ведущий шкив клиноременного вариатора содержит неподвижный и подвижный диски, установленные на промежуточном валу. Ведомый шкив клиноременного вариатора содержит неподвижный и подвижный диски, пружину, установленные на полом валу. Механизм регулировки клиноременного вариатора содержит маховичок, установленный на резьбовом участке промежуточного вала, и пружину, которая с одной стороны соприкасается с маховичком, а с другой - с подвижным диском ведущего шкива. Механизм управления клиноременного вариатора содержит установленные на промежуточном валу ведомый кулачок со звездочкой, ведущий кулачок и толкатели, установленные в осевых отверстиях неподвижного диска ведущего шкива и соприкасаемые с одной стороны с ведущим кулачком, а с другой - с подвижным диском ведущего шкива
На фиг.1 изображена схема конструкции предлагаемой почвообрабатывающей фрезы; на фиг.2 - схема конструкции ведущего шкива с механизмами регулировки и управления; на фиг.3 - расположение толкателей в неподвижном диске ведущего шкива клиноременного вариатора; на фиг.4 - схема конструкции ведомого шкива клиноременного вариатора.
Почвообрабатывающая фреза содержит корпус 1, на центральном валу 2 которого установлены коническая шестерня 3, кинематически связанная с зубчатым коническим колесом 4, установленным на полуосях 5 с фрезерными рабочими органами 6, червяк 7, кинематически связанный с червячным колесом 8, установленным на полуосях 9 с ходовыми колесами 10. На корпусе 1 установлен электродвигатель 11 с валом 12, жестко соединенным с промежуточным валом 13, на котором установлены ведущий шкив 14 клиноременного вариатора с механизмами регулировки 15 и управления 16. Ведущий шкив 14 (фиг.2) состоит из жестко закрепленного на промежуточном валу 13 неподвижного диска 17 и подвижного диска 18. Механизм регулировки 15 клиноременного вариатора содержит маховичок 19, установленный на резьбовом участке 20 промежуточного вала 13, на котором расположена пружина 21, соприкасаемая с одной стороны с маховичком 19, а с другой - с подвижным диском 18 ведущего шкива 14. Механизм управления 16 клиноременного вариатора (фиг.2) состоит из установленных на промежуточном валу 13 свободно вращающегося на нем ведомого кулачка 22 со звездочкой и ведущего кулачка 23, а также толкателей 24, расположенных (фиг.3) в осевых отверстиях 25 неподвижного диска 17 ведущего шкива 14 и соприкасаемых с одной стороны с ведущим кулачком 23 механизма управления 16, а с другой - с подвижным диском 18 ведущего шкива 14. Ведомый кулачок 22 с звездочкой механизма управления 16 кинематически связан (фиг.1) цепью 26 с ведомой звездочкой 27, соединенной с предохранительной муфтой 28, которая закреплена на центральном валу 2. Ведущий шкив 14 кинематически связан клиновым ремнем 29 с ведомым шкивом 30 клиноременного вариатора. Ведомый шкив 30 (фиг.4) состоит из неподвижного 31 и подвижного 32 дисков и пружины 33, размещенных на полом валу 34, шарнирно установленном на центральном валу 2. Кроме того, на полом валу 34 неподвижно установлен червяк 7, взаимодействующий с червячным колесом 8.
Устройство работает следующим образом.
Крутящий момент от вала 12 электродвигателя 11 через промежуточный вал 13 передается на ведущий кулачок 23 механизма управления 16 и на ведущий шкив 14 клиноременного вариатора. Ведущий кулачок 23 за счет сил трения передает момент на ведомый кулачок 22 со звездочкой. Далее крутящий момент передается по двум направлениям. Первое направление - от ведомого кулачка 22 со звездочкой крутящий момент передается через цепь 26, ведомую звездочку 27 и предохранительную муфту 28 на центральный вал 2 и коническую шестерню 3, которая, взаимодействуя с зубчатым коническим колесом 4, передает его на полуоси 5 и обеспечивает тем самым на фрезерных рабочих органах 6 силу резания, необходимую для обработки почвы. Второе направление - от ведущего шкива 14 через клиновой ремень 29, ведомый шкив 30 крутящий момент передается на полый вал 34 и на червяк 7, который, взаимодействуя с червячным колесом 8, передает его на полуоси 9 и на ходовые колеса 10, обеспечивающие перемещение почвообрабатывающей фрезы и требуемую подачу на фрезерные рабочие органы 6.
При обработке почвы с определенной плотностью фреза движется с фиксированной поступательной скоростью, обеспечивая на фрезерных рабочих органах 6 требуемую подачу, величина которой определяет силу резания почвы, позволяющую выдержать заданную глубину обработки и курсовую устойчивость фрезы.
По мере того как фреза начинает двигаться по уплотненным участкам почвы, происходит увеличение силы резания на фрезерных рабочих органах 6, что вызывает их выглубление из почвы. С увеличением силы резания почвы одновременно будет возрастать и крутящий момент на полуосях 5, центральном 2 и промежуточном 13 валах, а также на валу 12 электродвигателя 11. Вследствие этого ведущий кулачок 23 вызовет относительно себя скольжение и поворот ведомого кулачка 22 со звездочкой, который в свою очередь вынудит перемещаться ведущий кулачок 23 вдоль промежуточного вала 13. Ведущий кулачок 23 через толкатели 24 заставит переместиться вдоль промежуточного вала 13 подвижный диск 18 ведущего шкива 14 и сжаться пружину 21 механизма регулировки 15. Перемещение подвижного диска 18 приведет к уменьшению рабочего диаметра ведущего шкива 14, что вызовет ослабление клинового ремня 29. В результате чего предварительно сжатая пружина 33 вынудит подвижный диск 32 сближаться с неподвижным диском 31 ведомого шкива 30, вызывая тем самым увеличение рабочего диаметра данного шкива, выталкивание из него и натяжение до нормального рабочего состояния клинового ремня 29. Изменение рабочих диаметров ведущего 14 и ведомого 30 шкивов клиноременного вариатора соответственно в меньшую и большую стороны вызовет уменьшение частоты вращения последнего и, следовательно, полого вала 34, червяка 7, червячного колеса 8 с полуосями 9 и ходовых колес 10. Вследствие этого уменьшатся поступательная скорость почвообрабатывающей фрезы и подача на фрезерные рабочие органы 6, что приведет к снижению на них силы резания почвы до значений, обеспечивающих заданную глубину обработки и необходимую курсовую устойчивость фрезы.
По сравнению с известным решением предлагаемое устройство позволяет повысить качество обработки почвы, курсовую устойчивость и эффективность использования почвообрабатывающей фрезы за счет возможности автоматического регулирования величины подачи на ее фрезерные рабочие органы.