МОДУЛЬНО-ПОСЕВНОЙ КОМПЛЕКС

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к широкозахватным почвообрабатывающим агрегатам, присоединяемым к трактору или иному тяговому устройству, преимущественно предназначенным для разбросного и рядового посева.
Уровень техники
Известен широкозахватный почвообрабатывающий агрегат (патент на изобретение RU №2081533, МПК: А01В 73/00, А01В 59/04, опубл. 20.06.1997). Упомянутый агрегат, как и заявляемый комплекс, состоит из рабочих модулей, закрепленных к поперечным брусьям сцепки, один конец которых шарнирно соединен с центральным брусом сницы, а другой - связан со сницей посредством растяжки.
Для снижения нагрузки и равномерности ее распределения, поперечные брусья снабжены ходовыми опорами, а узел закрепления модулей включает несколько шарниров, разнесенных по длине поперечного бруса. Последнее позволяет также уменьшить отклонение модулей при перемещении агрегата и исключить их соударения между собой.
Известен широкозахватный блочно-модульный сельскохозяйственный агрегат (патент на изобретение RU №2210877, МПК: А01В 59/04, опубл. 27.08.2003), содержащий тяговое средство, раму с механизмом присоединения к тяговому средству и закрепленные на раме модули с опорными колесами и рабочими органами, при этом рамы модулей соединены между собой шарнирно для обеспечения копирования рельефа.
Известна свекловичная навесная сеялка, агрегатируемая с трактором (патент на изобретение SU 141695, МПК: А01С 7/04, А01В 59/04, опубл. 1961), состоящая из двух навесных шестирядных секций, присоединенных в средней своей части к несущему поперечному брусу, связанному с гидроподъемником трактора. Секции шарнирно связаны между собой горизонтальным соединительным звеном и кулисным механизмом, состоящим из щек, соединенных свободно плавающим пальцем, установленным в совмещенных вертикальных пазах щек. Кулисный механизм и соединительное звено образуют замкнутый шарнирный трехзвенный механизм, позволяющий секциям копировать рельеф, сохраняя ширину межсекционного стыкового междурядья.
В качестве наиболее близкого, по наличию сходных конструктивных признаков, аналога для заявляемого технического решения модульно-посевного комплекса принята сеялка-культиватор стерневая семейства СЗС, построенная по модульному признаку и имеющая два известных варианта исполнения: из трех секций (СЗС-6) и из 6-ти секций (СЗС-12), (см. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства. М: Информагро-тех, 1995 г, с.196, рис.6.1.9, и кн. Сеялки-культиваторы зернотуковые широкозахватные стерневые бессцепочные. М: Информагротех, 1990 г, с.2-3, 7, рис.1).
Каждая секция (далее посевной модуль) включает раму, на которой смонтированы опорные колеса, зернотуковый бункер, сошники, прикатывающий каток, гидроцилиндр и механизм подъема-опускания для перевода модуля в транспортное положение и обратно. Посевные модули объединены в шеренговый агрегат посредством сцепки, включающей продольный брус и шарнирно соединенные с ним поперечные брусья, на которых закреплены посевные модули, и растяжки, соединяющие свободные концы поперечных брусьев с продольным. Соседние (смежные) посевные модули шарнирно связаны между собой соединительным устройством, включающим скобу, закрепленную на раме левого модуля и шарнир сферический, закрепленный на раме правого смежного модуля, соединенные между собой вертикально расположенной осью.
К недостаткам упомянутой сеялки-культиватора следует отнести недостаточно высокую надежность работы, что обусловлено повышенными нагрузками на поперечных брусьях в узлах закрепления посевных модулей, а также возможность деформации конструктивных элементов сцепки при перекосах модулей друг относительно друга в процессе перемещения агрегата, возможность которых обусловлена конструкцией соединительных устройств. Перекосы ведут также к не соблюдению такого агротехнического требования как постоянство межсекционного стыкового междурядья.
Раскрытие полезной модели
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности модульно-посевного комплекса.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в снижении нагрузок на несущих поперечных брусьях сцепки в узлах закрепления посевных модулей, а также повышение технологичности изготовления, в том числе, за счет использования унифицированных узловых соединений.
Вышеупомянутая задача решена, а технический результат достигнут благодаря тому, что в модульно-посевном комплексе, содержащем посевные модули с рабочими органами и ходовыми опорами, объединенные в шеренговый агрегат посредством сцепки, включающей продольный брус и шарнирно соединенные с ним поперечные брусья с узлами закрепления посевных модулей, растяжки, соединяющие поперечные брусья с продольным, и устройство связи соседних посевных модулей, согласно заявляемой полезной модели, узел закрепления посевного модуля включает жестко закрепленные на поперечном брусе верхнюю и нижнюю накладки, из которых, по меньшей мере, одна выполнена с элементами закрепления посевного модуля, размещенными относительно поперечного бруса с одной стороны, при этом с другой стороны от поперечного бруса накладки соединены между собой осью, служащей для закрепления растяжки.
Отличительные признаки заявляемого модульно-посевного комплекса раскрывают конструктивное исполнение узла закрепления посевного модуля, который в заявляемом решении выполняет одновременно две функции: с одной стороны служит для закрепления посевного модуля, а с другой - обеспечивает закрепление растяжки.
Узел включает две жестко закрепленные на поперечном брусе сверху и снизу накладки, которые соединены между собой осью и связаны с одной стороны с посевным модулем, а с другой стороны с растяжкой. Такое конструктивное исполнение упомянутого узла позволяет перераспределить нагрузки от посевного модуля между накладками и далее передать их на растяжку, за счет чего значительно снизить нагрузки, воспринимаемые поперечным несущим брусом. При этом практически полностью исключен крутящий момент на поперечном брусе.
Использование накладок, имеющих большую площадь контакта с несущим поперечным брусом и увеличенную площадь соединительных швов, способствует снижению удельных нагрузок, приходящихся на единицу площади контакта, и повышению надежности работы узла и соединительных швов.
Все это способствует более длительной и надежной работе, как несущих брусьев, так и комплекса в целом.
В наиболее простом случае реализации устройства, накладки могут быть выполнены в виде пластин, приваренных к поперечному брусу по периметру пятна контакта. При этом предлагаемое техническое решение не ограничивает возможности использования накладок иной формы, например, в виде уголковых элементов и проч., с целью повышения надежности соединения.
Элементы закрепления посевного модуля, выполненные в накладке или накладках, могут представлять собой кронштейн, либо отверстия, служащие для соединения с посевным модулем.
В конкретном случае реализации заявляемого комплекса, отверстия для закрепления посевного модуля выполнены в нижней пластине, что является наиболее рациональным и технологичным для последующего соединения.
Ось, соединяющая накладки, может быть снабжена короткой втулкой, одетой на ось. Втулка ограничивает подвижность растяжки вдоль оси и обеспечивает ее поджатие к той накладке, в которой выполнены элементы закрепления посевного модуля. В этом случае передача усилия тягового сопротивления посевного модуля передается с несущей накладки сразу на растяжку и полностью исключается возникновение крутящего момента.
Узел соединения продольного и поперечных брусьев выполняется аналогично узлу закрепления посевного модуля и включает верхнюю и нижнюю накладки, жестко закрепленные на конце продольного бруса и соединенные между собой по обе стороны от него осями, пропущенными через отверстия присоединяемых поперечных брусьев и образующими оси шарниров. Выполнение, по меньшей мере, одной накладки с элементами закрепления посевного модуля, позволяет использовать упомянутый узел для закрепления среднего посевного модуля в случаях нечетного количества модулей в сцепке. Это позволяет уменьшить общее количество соединительных узлов сцепки.
Однотипное решение соединительных узлов способствует унификации комплекса, и технологичности его изготовления, а также простоте обслуживания и ремонта.
Предпочтительное исполнение устройства связи соседних посевных модулей включает закрепленный к раме одного посевного модуля кронштейн со сквозным щелевым пазом и закрепленный к раме соседнего посевного модуля кронштейн с вилкой, связанные между собой посредством оси, которая установлена в упомянутом сквозном пазу с возможностью свободного вертикального и горизонтального по ходу движения агрегата перемещения и зафиксирована в проушинах, выполненных на концах вилки.
Предлагаемая конструкция устройства связи обеспечивает появление дополнительной степени свободы перемещения смежных посевных модулей, а именно возможности горизонтального продольного (по ходу движения агрегата) перемещения модулей друг относительно друга, исключено только поперечное перемещение модулей. Наличие большей подвижности модулей (5 степеней свободы, по сравнению с прототипом, где 4 степени свободы) позволяет компенсировать погрешности соединения модулей в сцепке агрегата, за счет чего исключается возможность их перекоса друг относительно друга при перемещении. В результате снижается риск поломки и простоя агрегата и обеспечивается постоянство формируемого соседними модулями междурядья.
Еще одним положительным моментом такого исполнения устройства связи посевных модулей является то, что тяговое сопротивление от каждого посевного модуля передается через сцепку непосредственно к трактору, а не соседнему модулю, что также способствует повышению надежности работы комплекса.
Предлагаемая конструкция сцепки в совокупности с устройством связи соседних посевных модулей, отличается повышенной жесткостью, что обеспечивает возможность перемещения комплекса назад (задним ходом), что недопустимо в большинстве сеялок.
Кронштейны устройства связизакрепляются снизу к среднему поперечному брусу рам посевных модулей, что обеспечивает наибольшую надежность работы этого узла.
В предпочтительном случае реализации заявляемого устройства, вилка образована двумя накладными элементами, жестко закрепленными на кронштейне с частичным охватом его граней. Такое исполнение вилки отличается простотой, технологичностью изготовления и повышенной надежностью по отношению к прикладываемым нагрузкам, что объясняется большой площадью контакта накладок, формирующих вилку с несущим их кронштейном, и как следствие увеличенной площадью соединительных швов, что позволяет снизить удельные нагрузки на единицу площади соединительного шва.
Благодаря использованию модульного принципа построения, комплекс отличается высокой мобильностью и возможностью быстрой перекомпоновки и изменения количества используемых модулей, например, при необходимости обработки полей с разной жесткостью почвы. Для предлагаемого комплекса оптимальное число посевных модулей составляет от двух до шести. Увеличение модулей до семи и выше нецелесообразно, т.к. при этом возникает повышенная нагрузка на переднюю ходовую опору модулей, что приводит к их зарыванию в землю.
Поперечные брусья выполнены с возможностью наращивания своей длины за счет присоединения дополнительных звеньев. При этом один конец дополнительного звена шарнирно соединяется со свободным концом поперечного бруса, а другой посредством растяжки соединяется с продольным брусом сцепки.
Посевной модуль может иметь различное конструктивное исполнение. В конкретном примере реализации устройства посевной модуль содержит несущую раму, на которой смонтированы бункер с высевающими аппаратами, сошники и другие рабочие органы, а также передняя и задняя опоры, которые кинематически связаны с силовым элементом, обеспечивающим возможность их перемещения между рабочим и транспортным положениями.
Краткое описание чертежей
Конструкция заявляемого модульно-посевного комплекса поясняется чертежами,
где на фиг.1 изображен модульно-посевной комплекс, общий вид;
на фиг.2 - показана сцепка для двух- и трехмодульной комплектации;
на фиг.3 - сечение А-А с фиг.2, показан узел закрепления посевного модуля;
на фиг.4 - сечение В-В с фиг.2, узел соединения поперечных брусьев с продольным;
на фиг.5 - тоже, сечение С-С с фиг.2;
на фиг.6 - показаны примеры выполнения сцепки: для 4-х-модульного комплекса (а), для 5-ти-модульного (б), для комплекса из 6-ти модулей (в);
на фиг.7 - сечение D-D с фиг.6;
на фиг.8 - показано устройство связи соседних посевных модулей (изометрия);
Осуществление полезной модели
Модульно-посевной комплекс (см. фиг.1) содержит сцепку 1, несущую посевные модули 2, на несущей раме которых смонтированы зернотуковый бункер с высевающими аппаратами, сошники, и передняя и задняя опоры, кинематически связанные с силовым элементом, соседние посевные модули 2 соединены между собой устройствами связи 3.
Сцепка 1 включает (см. фиг.2) продольный брус (сницу) 4 и поперечные брусья 5, связанные с продольным брусом 4 посредством шарниров 6 и растяжек 7, снабженных механизмом натяжения (выбирания слабины) 8. Механизм 8 может быть выполнен в виде талрепа, состоящего из двух винтов с противоположной резьбой, вкручиваемых в специальное кольцо с резьбовыми отверстиями. Концы винтов делаются с ушком или крюком, к которым крепится трос растяжки. Механизм 8 позволяет выставить поперечные брусья 5 перпендикулярно по отношению к продольному брусу 4.
Брусья 4 и 5 выполнены из труб прямоугольного сечения либо образованы из швеллеров, сваренных между собой, как на фиг.3-5.
Поперечные брусья 5 являются несущими для посевных модулей 2, для чего снабжены узлами 9 закрепления посевных модулей. Узел 9 (см. фиг.3) включает две накладные пластины (накладки) 10 и 11, приваренные сверху и снизу к брусу 5.
Нижняя накладка 11 выполнена с отверстиями 12 для закрепления посевного модуля, размещенными по одну сторону относительно бруса 5. С другой стороны относительно бруса 5 накладки соединены между собой осью 13, служащей для закрепления растяжки 7. Ось 13 может быть дополнительно снабжена втулкой 14, ограничивающей перемещение растяжки 7 по оси 13.
Растяжка 7 поджата втулкой 14 к нижней пластине 11, что позволяет передавать усилия тягового сопротивления от посевного модуля 2 через пластину 11 на растяжку 7, при этом плечо приложения противоположно направленных сил - наименьшее. Это способствует наилучшему уравновешиванию нагрузок и позволяет практически полностью исключить возникновение крутящего момента на поперечном брусе, в результате обеспечивается надежная и безаварийная (без поломок) работа комплекса.
Узел 15 шарнирного соединения продольного 4 и поперечных брусьев 5 включает (см. фиг.4) приваренные на конце бруса 4 верхнюю 16 и нижнюю 17 пластины-накладки, соединенные между собой по обе стороны от него осями 6, которые пропущены через отверстия поперечных брусьев 5 и образуют оси шарниров. Нижняя пластина 17 имеет большую ширину, чем пластина 16 (см. фиг.5) и выполнена с отверстиями 18 для закрепления посевного модуля. Узел 15 используется для закрепления среднего посевного модуля в случае формирования сцепки из трех или пяти модулей (см. фиг.2 и 6б).
На фиг.6(а) показана сцепка для формирования 4-х модульного комплекса, а на фиг.6(в) - комплекса из шести модулей.
Как видно в случаях формирования комплекса из 2, 4 и 6-ти модулей узел 15 для закрепления посевных модулей не используется.
В случаях комплектования комплекса пятью и шестью модулями (фиг.6б и 6в) осуществляют наращивание длины поперечных брусьев 5 за счет присоединения к ним дополнительных звеньев 19 посредством шарниров 20 (см. фиг.7).
Устройство связи 3 посевных модулей 2 закрепляется в средней части рам соседних посевных модулей, за нижнюю среднюю, обычно поперечную, балку. Устройство 3 включает (см. фиг.8) закрепленный на раме 21 одного модуля кронштейн 22 со сквозным щелевым пазом 23 и закрепленный на раме 24 соседнего модуля кронштейн 25 с вилкой 26, образованной двумя накладными элементами, закрепленными на кронштейне 25 с частичным охватом его граней.
Закрепленные в сцепке 1 посевные модули 2 соединяются между собой попарно, т.е. соседние модули, посредством оси 27, которую пропускают через щелевой паз 23 и закрепляют в проушинах 28, выполненных на концах вилки 26.
Устройство связи 3 обеспечивает возможность поступательного перемещения модулей 2 вдоль осей z и у (вертикальное и продольное горизонтальное перемещение, по ходу движения агрегата), а также возможность поворота относительно всех трех осей. Исключено только поперечное перемещение модулей: вдоль оси х.
Предлагаемый модульно-посевной комплекс характеризуется высокой надежностью, технологичностью изготовления, достаточно высокой жесткостью сцепки и возможностью соблюдения таких агротехнических требований, как сохранение постоянства междурядья. Используемая конструкция соединительных узлов позволяет осуществлять быструю переналадку комплекса.