ШИРОКОЗАХВАТНЫЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ АГРЕГАТ
WIDE-COVERAGE TILLING UNIT

Заявляемое изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к почвообрабатывающим орудиям с пассивными рабочими органами, и может быть использовано в сельском хозяйстве для предпосевного и послепосевного прикатывания почвы, для разбивки комков, для разрыхления верхнего и уплотнения подповерхностных слоев почвы, а также для нарушения корки почвы и частичного выравнивания поверхности взрыхленного поля.
Известно почвообрабатывающее орудие, включающее раму с прицепным устройством, на раме смонтированы в подшипниковых узлах две поперечные оси, на которых установлены в шахматном порядке кольчато-шпоровые диски последовательно, через распорные втулки - каток кольчато-шпоровый ЗКК-6 (Паспорт и инструкция по эксплуатации Учреждения УХ 16-4, Омская область).
Недостатком данного почвообрабатывающего орудия является отсутствие транспортных колес, которые необходимы для быстрого транспортирования агрегата по полевым или автотранспортным дорогам с поля на поле или на машинный двор, а также невозможность его складывания в более узкий агрегат при транспортировании. При его перевозке на большие расстояния или по дорогам с твердым покрытием агрегат необходимо демонтировать, погрузить в транспортное средство, произвести перевозку, а затем вновь смонтировать, что ведет к большим трудозатратам и временным потерям.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является широкозахватный каток кольчато-зубчатый, принятый за прототип, включающий раму с прицепом, опирающуюся в задней части на два пневмоколеса, на которой с возможностью перевода гидроцилиндрами из горизонтального рабочего положения в вертикальное транспортное положение смонтирована поворотная рама с крыльями, на крыльях в шахматном порядке с перекрытиями по фронту закреплены прикатывающие секции, состоящие из рамок, на которых в подшипниковых узлах установлены батареи, включающие вал, колеса с неровной поверхностью и зубовые диски, установленные на них посредством подпружиненных горизонтально продольных осей, крылья на поворотной раме установлены подвижно с возможностью поворота гидроцилиндрами вперед, до фиксации на раме с прицепом, в транспортное положение. - (каток кольчато-зубчатый Булава КЗ-12,4. руководство по КЗ эксплуатации, ООО «ТС Инжиниринг», г. Воронеж).
Недостатком вышеуказанного агрегата является то, что поворотная рама с крыльями, на которых в шахматном порядке с перекрытием установлены рабочие секции, после перевода их из горизонтального рабочего положения в вертикальное транспортное положение поворачиваются вперед и фиксируются на раме с прицепом для последующего транспортирования. Такой способ перевозки из-за большого веса поворотной рамы с крыльями и рабочих органов требует наличия в агрегате мощной тяжелой рамы с прицепом и усиленных транспортных колес. Это резко увеличивает вес агрегата и, как результат, снижает его маневренность и увеличивает нагрузку на заднюю ось колес трактора, а также складывание крыльев агрегата вперед ограничивает возможность увеличения его рабочей ширины захвата или, при ее значительном увеличении, приводит к резкому росту веса агрегата, что является крайне нежелательным.
К недостаткам агрегата следует также отнести и то, что секции на поворотной раме и крыльях, закрепленные на них посредством горизонтально-продольных осей, позволяют, в процессе работы, копировать поверхность обрабатываемого поля только в поперечной плоскости, в продольной же плоскости копирование поверхности обрабатываемого поля рабочими секциями в отдельности невозможно, что приводит к наличию на поверхности обработанного поля участков с не прикатанной почвой.
Целью изобретения является значительное снижение веса агрегата, нагрузки на заднюю ось колес трактора и повышение его маневренности за счет обеспечения возможности поворота крыльев агрегата с рабочими органами при его переводе из рабочего в транспортное положение назад, где крылья сами обеспечивают транспортировку рабочих органов, и возможность увеличения производительности агрегата без существенного роста его веса, а также установки секций с рабочими органами таким образом, чтобы каждая секция отдельно обеспечивала копирование поверхности обрабатываемого поля как в поперечной, так и в продольной плоскостях.
Поставленная цель достигается тем, что широкозахватный почвообрабатывающий агрегат, включающий раму с прицепом, опирающуюся в задней части на пневматические колеса, поворотную раму с крыльями и гидроцилиндрами для поворота из горизонтального рабочего положения в вертикальное транспортное, на крыльях по фронту посредством подпружиненных горизонтально-продольных осей закреплены подвижно рабочие секции, состоящие из рамок, в подшипниковых узлах которых на валах смонтированы рабочие органы. При этом поворотная рама выполнена в виде среднего поворотного бруса, по торцам которого, шарнирно, на крестовинах установлены крылья. Причем крылья оснащены упорами, ограничивающими в транспортном положении поворот крыльев от схождения. На торцах крыльев установлены технологические колеса, а на передних их стенках смонтированы транспортные колеса, крайние концы крыльев соединены с передней частью рамы с прицепом растяжками, которые состоят из 2-х частей, передних - коротких с уловителями и защелками с пальцами и пружинами, соединенных через компенсационные пружины тросиками со средним поворотным брусом, и задних - длинных, одни концы которых соединены подвижно с П-образными поводками, установленными подвижно на раме с прицепом. Другие концы подвижно закреплены на концах крыльев через кронштейны. Рабочие секции на крыльях установлены посредством поводков, на которых они смонтированы подвижно на подпружиненных горизонтально-продольных осях. Поводки на крыльях установлены в рамках посредством осей, а рамки на крыльях закреплены хомутами. В рамках под поводками смонтированы под углом друг к другу две ограничительные пластины. Причем вершины их углов расположены под центрами горизонтально-продольных осей, на которых поводки установлены в рамках. При этом передние ограничительные пластины ограничивают поворот поводков с рабочими секциями в процессе работы вверх, а задние ограничительные пластины вниз. На одних из боковых стенок рамок, посредством которых поводки установлены на крыльях, смонтированы неподвижно втулки, в которых установлены пальцы-фиксаторы поводков в транспортном положении. При этом в пальцах-фиксаторах имеются по два отверстия, посредством которых они фиксируются пружинными шплинтами в транспортном или в рабочем положениях, рабочие секции, установленные на среднем поворотном брусе, смонтированы на нем посредством общей рамы, на которой они установлены путем подпружиненных горизонтально-продольных осей, а общая рама на среднем поворотном брусе установлена подвижно, через поводки, подвижность которой фиксируется гидроцилиндрами, при этом гидроцилиндры и поводки закреплены на среднем поворотном брусе посредством рамок, которые на нем крепятся стяжными хомутами, в транспортном положении общая рама с рабочими секциями фиксируется на среднем поворотном брусе пальцем-фиксатором, имеющим два отверстия, посредством которых он фиксируются в транспортном или рабочем положениях пружинным шплинтом. Средний поворотный брус при повороте вниз упирается в упоры, установленные на кронштейнах заднего бруса рамы с прицепом. На других боковых стенках рамок закреплены неподвижные втулки, в которых смонтированы механизмы полуавтоматической фиксации поводков рабочих секций при их переводе из рабочего в транспортное или из транспортного в рабочее положения, механизмы полуавтоматической фиксации поводков состоят из пальцев-фиксаторов с направляющими шпонками и пальцев с отверстием так же с направляющими шпонками, фиксирующими их положение в пазах неподвижных втулок, которые соединены между собой пружинами, пальцы с отверстиями и направляющими шпонками через подвижные тонкие пальцы соединены неподвижно с головками, надетыми на неподвижные втулки, в стенках головок установлены штифты, входящие в направляющие дорожки, расположенные на внешней поверхности неподвижных втулок. Защелки с пальцами и пружинами со стороны пружин имеют фиксаторы защелок, фиксирующие посредством пальцев с канавками защелки от открытия при выполнении технологических приподыманий рабочих секций, а в задних - длинных частях растяжек рядом с вертикальными осями соединения этих частей растяжек с П-образными поводками расположены горизонтальные оси. Рабочие органы выполнены в виде сменных кольчато-шпоровых катков или сменных игольчатых дисков, установленных на рамках в подшипниковых узлах посредством двух поперечных валов в шахматном порядке последовательно через распорные втулки.
Указанные отличия являются существенными, так как наличие в агрегате возможности поворота крыльев с рабочими секциями назад и расположение на концах крыльев транспортных колес позволяет использовать крылья для перевозки рабочих секций, тем самым существенно уменьшить вес всего агрегата, снизить нагрузку на заднюю ось колес трактора и повысить маневренность. Поворот крыльев с рабочими секциями назад не ограничивает возможность увеличения производительности агрегата за счет удлинения крыльев. Введение в конструкцию широкозахватного почвообрабатывающего агрегата поводков, которые обеспечивают перемещение рабочих секций в процессе работы по вертикали, позволяет рабочим секциям копировать поверхность обрабатываемого поля дополнительно и в вертикальной плоскости, что обеспечивает полную обработку поверхности поля без огрехов. Введение в конструкцию агрегата механизмов полуавтоматической фиксации поводков рабочих секций при их переводе из рабочего положения в транспортное и наоборот из транспортного в рабочее позволяет выполнять данные операции быстро и без проблем, а при транспортировке центры тяжести рабочих секций максимально приблизить к точкам опор транспортных колес, что существенно уменьшает момент кручения, действующий на брусьях крыльев в транспортном положении.
Установка рабочих органов в рабочих секциях на 2-х поперечных валах последовательно в шахматном порядке через распорные втулки существенно снижает забиваемость рабочих органов почвой, а также обеспечивает их самоочистку.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан широкозахватный почвообрабатывающий агрегат в рабочем положении, вид сверху и спереди. На фиг. 2 показано то же в транспортном положении, вид сверху и сбоку. На фиг. 3 показана рабочая секция. На фиг. 4 показан поводок с механизмом подпружинивания горизонтально-продольной оси установки рабочей секции на поводке, а также разрез механизма полуавтоматической фиксации рабочих секций. На фиг. 5 показана установка рабочих секций на среднем поворотном брусе, а - спереди и б - сзади.
Широкозахватный почвообрабатывающий агрегат содержит раму с прицепом 1, опирающуюся в задней части на два пневмоколеса 2, на которой с возможностью перевода гидроцилиндрами 3 из горизонтального рабочего положения в вертикальное транспортное положение смонтирован средний поворотный брус 4, по торцам которого на крестовинах 5 установлены боковые поворотные крылья 6. Причем крестовины оснащены упорами 7, ограничивающими поворот боковых поворотных крыльев 6 внутри в транспортном положении. По торцам боковых поворотных крыльев 6 установлены технологические колеса 8, а на передних их стенках смонтированы транспортные колеса 9. Крайние концы боковых поворотных крыльев 6 соединены с передней частью рамы с прицепом 1 растяжками 10, которые состоят из 2-х частей, передних - коротких 11, на которых смонтированы уловители 12, защелки 13 с пружинами 14, соединенных через компенсационные пружины 15 и тросики 16 со средним поворотным брусом 4, на пальцах 17 со стороны пружины 14 установлены фиксаторы защелок 18, которые фиксируют посредством пальцев с канавками 19, закрепленными на кронштейне 20 защелки 13 от открытия при выполнении технологических приподыманий рабочих секций, и задних - длинных 21, одни концы которых соединены подвижно с П-образными поводками 22, установленными подвижно на раме с прицепом 1, другие их концы подвижно закреплены на концах боковых поворотных крыльев 6, в задних - длинных частях 21 растяжек 10, радом с вертикальными осями соединения этих частей растяжек с П-образными поводками 22 расположены горизонтальные оси 23. Рабочие секции 24 состоят из рамок 25 с подшипниковыми узлами 26, в которых установлены по два поперечных вала 27. На поперечных валах 27 в шахматном порядке, последовательно через распорные втулки 28 смонтированы сменные кольчато-шпоровые катки 29 или сменные игольчатые диски 30, рабочие секции 24 на боковых поворотных крыльях 6 установлены посредством поводков 31, на которых они закреплены подвижно через подпружиненные пружинами 32 горизонтально-продольными осями 33. Поводки 31 на боковых поворотных крыльях 6 смонтированы через рамки 34, в которых они установлены посредством осей 35, а рамки 34 на боковых поворотных крыльях 6 закреплены хомутами 36, в рамках 34 под поводками 31 под углом друг к другу расположены две ограничительные пластины 37 и 38, причем вершины их углов расположены под центрами горизонтально-продольных осей 35, при этом передние пластины 37 ограничивают повороты поводков 31 с рабочими секциями 24 вверх, а задние пластины 38 ограничивают поворот поводков 31 с рабочими секциями 24 вниз, чем ограничивается высота подъема рабочих секций вверх и их опускание вниз. На одних из боковых стенок 39 рамок 34 установки поводков 31 на боковых поворотных крыльях 6 смонтированы неподвижно втулки 40, в которые монтируются механизмы полуавтоматической фиксации 41 поводков 31 с рабочими секциями 24 при их переводе из рабочего в транспортное положение. На других боковых стенках 39 этих рамок 34, также неподвижно, смонтированы втулки 42, в которых установлены пальцы-фиксаторы 43 поводков 31, с пружинными шплинтами 44, фиксирующими эти пальцы-фиксаторы 43 в транспортном или в рабочем положении. Механизмы полуавтоматической фиксации 41 поводков 31 с рабочими секциями 24 состоят из пальцев-фиксаторов с направляющей шпонкой 45 и пальцев с отверстиями и направляющей шпонкой 46, соединенных между собой пружинами 47, пальцы с отверстиями и направляющими шпонками 46 посредством подвижных тонких пальцев 48 соединены неподвижно с головками 49, выполненных в виде стаканов, в стенках которых установлены штифты 50, входящие в направляющие дорожки 51, расположенные на внешней поверхности неподвижных втулок 40 механизмов полуавтоматической фиксации 41. Рабочие секции 24, установленные на среднем поворотном брусе 4 посредством общей рамы 52, смонтированы на ней через подпружиненные пружинами 32 горизонтально-продольные оси 33, общая рама 52 на среднем поворотном брусе 4 установлена подвижно посредством поводков 53, закрепленных на ней неподвижно, подвижность общей рамы 52 на среднем поворотном брусе 4 фиксируется гидроцилиндрами 54, при этом гидроцилиндры 54 и поводки 53 закреплены на среднем поворотном брусе 4 посредством рамок 55 и хомутов 56. В транспортном положении общая рама 52 с рабочими секциями 24 фиксируется пальцем-фиксатором 57 с пружинным шплинтом 58, поворот среднего поворотного бруса 4 гидроцилиндрами 3 в нижнем положении ограничивается упорами 59, которые смонтированы на кронштейнах 60 заднего бруса 61 рамы с прицепом 1. Боковые поворотные крылья 6 с рабочими секциями 24 в транспортном положении соединены транспортным тросом 62.
Широкозахватный почвообрабатывающий агрегат работает следующим образом. Перед началом работы агрегат в транспортном положении устанавливают на краю обрабатываемого поля и переводят из транспортного положения в рабочее, для этого снимают транспортный трос 62, после чего начинают движение агрегата назад, из-за того, что транспортные колеса 9 установлены под углом 1-2° к направлению движения, боковые поворотные крылья 6 с рабочими секциями 24 начинают раздвигаться, разворачиваясь по фронту до прямой линии, затем у пальца-фиксатора 57, фиксирующего транспортное положение поводков 53 общей рамы 52 с рабочими секциями 24 среднего поворотного бруса 4, вынимают пружинный шплинт 58, переводят палец-фиксатор 57 из транспортного положения в рабочее и вновь фиксируют пружинным шплинтом 58, после этого поочередно у всех пальцев-фиксаторов 43, фиксирующих поводки 31 рабочих секций 24, смонтированных на боковых поворотных крыльях 6, вынимают пружинные шплинты 44, переводят их из транспортного положения в рабочее и вновь фиксируют пружинными шплинтами 44, затем снимают пальцы-фиксаторы (не показано), отсоединяющие средний поворотный брус 4 от рамы с прицепом 1, после чего гидросистемой трактора подают масло в гидроцилиндры 3, которые поворачивают средний поворотный брус 4 с боковыми поворотными крыльями 6 до установки на почву рабочих секций 24, при этом опора боковых поворотных крыльев 6 с транспортных колес 9 переходит на рабочие колеса 8, а П-образные поводки 22 заводят концы задних - длинных частей 21 растяжек 10 в уловители 12 передних - коротких частей 11 растяжек 10, в которых они фиксируются защелками 13 с пружинами 14. Защелки 13 дополнительно стопорятся фиксаторами-защелками 18, которые ограничивают подвижность защелок, установленных на пальцах 17 со стороны пружин 14, смонтированных на передних - коротких частях растяжек 11, затем, поочередно, у механизмов полуавтоматической фиксации 41 поводков 31 рабочих секций 24 установленных на боковых поворотных крыльях 6, оттягивают на себя с поворотом головки 49 до установки их штифтов 50 в продольные части направляющих дорожек 51 неподвижных втулок 40, после чего продолжают оттягивать на себя головки 49 до конца продольных частей направляющих дорожек, при этом через подвижные тонкие пальцы 48 перемещаются пальцы с отверстиями с направляющими шпонками 46, которые растягивают соединенные с ними пружины 47, действующие в свою очередь на пальцы-фиксаторы с направляющей шпонкой 45, и если пальцы-фиксаторы с направляющей шпонкой 45 не зажаты поводками 31, то они входят в неподвижные втулки 40 механизма полуавтоматической фиксации 41, освобождая тем самым от фиксации поводки 31, если же пальцы-фиксаторы с направляющей шпонкой 45 зажаты поводками 31, то механизм полуавтоматической фиксации 41 будет находиться во взведенном состоянии, для того чтобы сохранить его в этом состоянии, далее поворачивают головки 49 по радиальной части направляющих дорожек 51 до упора, после чего отпускают головки 49, которые при этом штифтами 50 устанавливаются в фиксирующие углубления направляющих дорожек 51, затем вновь гидросистемой трактора подают масло в гидроцилиндры 3, которые поворачивают средний поворотный брус 4 с боковыми поворотными крыльями 6 до упоров 59, после чего включают необходимую передачу трактора и начинают движение, в процессе движения рабочие секции 24 на боковых поворотных крыльях 6 будут копировать поверхность обрабатываемого поля, в процессе этого все поводки 31 в какие-то моменты освободят от зажима пальцы-фиксаторы с направляющей шпонкой 45, которые при этом пружинами 47 будут втянуты в неподвижные втулки 40 механизмов полуавтоматической фиксации 41. Затем рычагами гидравлической системы трактора переводят гидроцилиндры 3 в плавающее положение, после чего, так же гидросистемой трактора, подают масло в гидроцилиндры 54, которые поворачивают общую раму 52 до опускания рабочих органов установленных на ней рабочих секций 24 на почву, затем гидроцилиндры 54 переводят гидросистемой трактора в плавающее положение. Таким образом, агрегат готов к работе, включают необходимые передачи и начинают работать. В процессе работы рабочие секции 24, установленные на осях 33, подпружиненных пружинами 32, обеспечивают копирование поверхности обрабатываемого поля в поперечной плоскости, а поводки 31 рабочих секций 24, поворачиваясь на осях 35, обеспечивают копирование поверхности обрабатываемого поля по вертикали, при этом поворот на осях 35 поводков 31 ограничен поверхностями ограничительных пластин 37 вверх, поверхностями ограничительных пластин 38 вниз. Для увеличения давления рабочих органов на поверхность обрабатываемого поля гидросистемой трактора подают масло в гидроцилиндры 3, которые поворачивают средний поворотный брус 4 до упоров 59, после чего гидросистемы трактора переводят в положение заперто, при этом часть веса среднего поворотного бруса 4 и боковых поворотных крыльев 6 передается на рабочие органы, увеличив их давление на почву. После окончания работы для транспортировки агрегата на новое обрабатываемое поле или на машинный двор его переводят в транспортное положение. Для этого у рабочих секций 24, установленных на боковых поворотных крыльях 6, поочередно оттягивают на себя головки 49, выводя их штифты 50 из фиксации с последующим поворотом по радиальной части направляющих дорожек 51 неподвижных втулок 40 до части направляющих дорожек 51, расположенных по образующим неподвижных втулок 40, после этого головки 49 толкают от себя, надевая их на неподвижные втулки 40, при этом штифты 50 головки 49, перемещаясь по направляющим дорожкам 51 вдоль образующих неподвижных втулок 40, сжимают через подвижные тонкие пальцы 48 и пальцы с отверстиями с направляющими шпонками 46 пружины 47, которые, если выход пальцев-фиксаторов с направляющими шпонками 45 не перекрыт поводками 31, выходят из неподвижных втулок 40, фиксируя тем самым поводки 31 в транспортном положении, если поводки 31 перекрывают выход пальцев-фиксаторов с направляющими шпонками 45, то пружины 47 сжимаются, принимая взведенное состояние, фиксируясь затем поворотом головок 49, при этом штифты 50 перемещаются по радиальной части направляющих дорожек 51 до фиксирующего положения, таким образом устанавливаются все оставшиеся механизмы полуавтоматической фиксации 41, после чего гидросистемой трактора подают масло в гидроцилиндры 3, которые средний поворотный брус 4 вместе с боковых поворотных крыльями 6 поворачивают до упора 59, при этом большая часть поводков 31 освобождают отверстия неподвижных втулок 40 и пальцы-фиксаторы с направляющими шпонками 45, пружинами 47 выдвигаются из неподвижных втулок 40, фиксируя при этом поводки 31 в транспортном положении, если все таки не все поводки 31 будут зафиксированы, то включают необходимую передачу трактора, и агрегат некоторое расстояние проезжает по полю, в результате того, что рабочие секции будут копировать поверхность обрабатываемого поля, а поводки 31 при этом будут двигаться вверх и вниз, то в какой-то момент они откроют отверстия неподвижных втулок 40, что позволит пальцам-фиксаторам с направляющими шпонками 45 выдвинуться из отверстий неподвижных втулок 40, зафиксировав поводки 31 в транспортном положении, после того как все поводки 31 будут зафиксированы. Перевод агрегата из рабочего в транспортное положение производится в обратном порядке его перевода из транспортного положения в рабочее.