Сеялка полосного посева
STRIP SEEDING MACHINE

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к сеялкам для прямого полосного посева семян в стерню и дернину.
Известна устанавливаемая отдельно на каждый сошник фрезерной секции предохранительная муфта фирмы Стауб (Франция) с радиальными коническими кулачками. Фрезерная секция состоит из корпуса, в котором расположен ведущий вал, приводящий во вращение посредством конической передачи ведомый вал со шлицевыми хвостовиками для соединения с крестовинами предохранительных устройств. Крутящий момент от ведомого вала передается ступицам ротора фрезы за счет находящихся в направляющих конусах крестовин плунжеров, которые под воздействием пружин вводятся в соответствующие углубления ступиц. При встрече Г-образных ножей ротора с препятствием плунжеры вытесняются из углублений ступицы и ротор фрезы останавливается, в то время как вал продолжает вращаться (Яцук Е.П. и др. Ротационные почвообрабатывающие машины. М., "Машиностроение", 1971. 256 с. С. 236-237).
Недостатком данного устройства является то, что при входе Г-образного ножа в почву или при встрече его с препятствием всю силу удара до момента срабатывания предохранительной муфты принимает на себя сам нож, что снижает его ресурс работы из-за воздействия периодически возникающих ударных нагрузок, а кроме того, приводит к излишним энергозатратам на фрезерование.
Наиболее близкой по технической сущности является сеялка полосного посева, которая содержит опорно-приводные колеса, бункер для семян с высевающими аппаратами, фрезерную секцию и катки. На выходных валах фрезерной секции установлены диски с Г-образными ножами, которые имеют предохранительные муфты, состоящие из ведущей полумуфты, установленной на выходном валу фрезерной секции и имеющей радиальные выступы по внешней поверхности, ведомой полумуфты с радиальными отверстиями, промежуточной втулки, выполненной с радиальными прорезями и с диаметрально расположенными углублениями на внешней поверхности, причем они установлены таким образом, что каждый из радиальных выступов ведущей полумуфты расположен в соответствующей радиальной прорези промежуточной втулки и между ними, со стороны противоположной направлению вращения рабочего органа, установлена пружина сжатия, при этом ведомая полумуфта соединена с промежуточной втулкой подпружиненными стопорами. Суммарная жесткость пружин сжатия при наибольшей установочной длине равна среднему усилию резания почвы Г-образными ножами, а суммарная жесткость этих пружин при максимальном сжатии под нагрузкой соответствует полному выходу стопоров ведомой полумуфты из углублений промежуточной втулки и одновременно максимально допустимому усилию на Г-образный нож рабочего органа фрезерной секции (Пат. 2313206 Российская Федерация, А01В 49/06, F16D7/00. Сеялка полосного посева / Савиных П.А, Андреев В.Л., Демшин С.Л. и др. Опубл. 27.12.2007. Бюл. №36).
Недостатками данного предохранительного устройства являются большие габаритные размеры, вследствие радиального расположения подпружиненных стопоров ведомой полумуфты, и значительная масса, что обуславливает его высокую инерционность. Из-за этого предохранительное устройство не в состоянии своевременно отключать фрезерный рабочий орган от трансмиссии, что приводит к поломке Г-образных ножей и, как следствие, ухудшается качество обработки почвы и посева. Высокая инерционность фрезерного рабочего органа требует повышенной прочность трансмиссии сеялки, тем самым повышая ее металлоемкость. Заданная взаимосвязь суммарной жесткости демпферных пружин и нагрузки на фрезерный рабочий орган, которая при наибольшей установочной длине равна среднему усилию резания почвы Г-образными ножами, не обеспечивает сглаживание ударных нагрузок при работе на легких почвах и при небольшой глубине фрезерования, что снижает ресурс службы Г-образных ножей из-за воздействия на них периодически возникающих ударных нагрузок при входе ножей в почву и повышает энергозатраты на фрезерование.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи: повышение качества обработки почвы и полосного посева в дернину, снижение металлоемкости трансмиссии сеялки полосного посева, увеличение срока службы Г-образных ножей и снижение энергоемкости фрезерования.
Поставленная задача решается за счет того, что на сеялке полосного посева, содержащей последовательно расположенные на раме опорно-приводные колеса, фрезерную секцию, имеющую механизм регулировки глубины обработки и закрытую кожухом, на выходных валах которой установлены рабочие органы в виде дисков с Г-образными ножами и оснащенные предохранительными муфтами, бункер для семян с высевающими аппаратами и их приводом, семяпроводы, семянаправители и прикатывающие катки, согласно предлагаемому изобретению каждый рабочий орган фрезерной секции содержит предохранительную муфту, состоящую из ведущей полумуфты, установленной на шлицах выходного вала фрезерной секции и имеющей на торцовой поверхности по окружности лунки с расположенными в них шариками, промежуточной втулки, свободно установленной на выходном валу фрезерной секции, имеющей на торцовой поверхности лунки, соответствующие по расположению лункам ведущей полумуфты, и на внешней поверхности которой выполнены продольные выступы, и ведомой полумуфты с диском с Г-образными ножами, на внутренней поверхности которой имеются продольные выступы, причем они установлены таким образом, что между каждым из выступов ведомой полумуфты и промежуточной втулки, со стороны, противоположной направлению вращения, установлены демпферные пружины, суммарная жесткость которых при наибольшей установочной длине равна минимальному усилию резания почвы Г-образными ножами, соответствующему наименьшей удовлетворяющей агротехническим требованиям на посев трав в дернину глубине обработки почвы, при этом ведущая полумуфта и промежуточная втулка сжаты между собой с усилием проворачивания, равным суммарной жесткости демпферных пружин при максимальном сжатии под нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на Г-образный нож рабочего органа фрезерной секции.
При работе сеялки полосного посева рабочие органы фрезерных секций, в виде установленных на ведомой полумуфте дисков с Г-образными ножами, измельчают полосы почвы в монолите дернины. При этом из бункера для семян посредством высевающих аппаратов по семяпроводам и семянаправителям в слой обработанной почвы на заданную глубину подаются семена трав. Далее почва в полосах уплотняется прикатывающими катками.
При фрезеровании полосы почвы в момент входа Г-образного ножа в дернину, когда нагрузка на Г-образный нож резко возрастает от ноля до максимума, демпферные пружины, установленные между выступами ведомой полумуфты и промежуточной втулки, со стороны, противоположной направлению вращения рабочего органа, сглаживают ударные нагрузки на Г-образные ножи. Это позволяет увеличить срок службы Г-образных ножей, а также снижает энергоемкость фрезерования почвы за счет уменьшения максимальной окружной силы, действующей на нож, в 2,0…2,5 раза (Яцук Е.П. и др. Ротационные почвообрабатывающие машины. М., "Машиностроение", 1971.256 с. С. 175).
В случае встречи Г-образного ножа с препятствием по твердости и прочности, значительно превосходящим соответствующие параметры почвы, пружины сжатия сжимаются до выбора зазоров между витками пружины, что является началом выхода шариков из соответствующих лунок ведущей полумуфты или промежуточной втулки, т.е. промежуточная втулка начинает вращаться относительно ведущей полумуфты. При этом поломка Г-образных ножей исключается. После того как контакт с препятствием закончится, под действием усилия сжатия основной пружины шарики войдут в соответствующие лунки на торцовых поверхностях ведущей полумуфты или промежуточной втулки и процесс фрезерования почвы возобновится. Предохранение Г-образных ножей рабочих органов фрезерных секций от разрушения при встрече с препятствием позволяет повысить качество обработки почвы, а следовательно, и прямого полосного посева, так как постоянно поддерживается необходимая степень крошения почвы, которая напрямую зависит от количества Г-образных ножей, установленных на рабочем органе фрезерной секции.
При этом расположение стопорных элементов (шариков и лунок) на торцевых поверхностях ведущей полумуфты и промежуточной втулки, а также использование одной сжимающей пружины значительно снизило габаритные размеры предохранительного устройства и массу фрезерного рабочего органа по сравнению с прототипом. Одновременно с этим уменьшилось время срабатывания муфты за счет уменьшения инерционности фрезерного рабочего органа, что обеспечивает своевременное отключение его от трансмиссии сеялки, предохраняя Г-образные ножи от поломки, и тем самым повышает качество обработки почвы и посева. Также снижение момента инерции фрезерного рабочего органа позволяет снизить металлоемкость трансмиссии сеялки без ущерба для ее надежности.
Заданная взаимосвязь суммарной жесткости демпферных пружин и нагрузки на фрезерный рабочий орган, которая при наибольшей установочной длине равна минимальному усилию резания почвы Г-образными ножами, соответствующему наименьшей удовлетворяющей агротехническим требованиям на посев трав в дернину глубине обработки почвы, обеспечивает сглаживание ударных нагрузок при работе на легких почвах и при небольшой глубине фрезерования, что повышает ресурс службы Г-образных ножей и также снижает энергозатраты на фрезерование.
Таким образом, оснащение сеялки полосного посева предохранительной муфтой предложенной конструкции позволяет предотвратить разрушение Г-образных ножей при встрече с препятствиями в почве и одновременно сглаживает ударные нагрузки на них при входе в почву, что значительно увеличивает срок службы Г-образных ножей, тем самым обеспечивая высокое качество обработки почвы и посева в дернину, снижает энергоемкость обработки почвы и металлоемкость трансмиссии сеялки полосного посева.
Совокупность вышеуказанных существенных признаков обеспечивает повышение качества обработки почвы и полосного посева в дернину, снижение металлоемкости трансмиссии сеялки полосного посева, увеличение срока службы Г-образных ножей и снижение энергоемкости фрезерования.
На чертежах представлены схемы, поясняющие сущность изобретения: фиг. 1 - конструктивно-технологическая схема сеялки полосного посева (вид сбоку); фиг. 2 - схема рабочего органа сеялки полосного посева.
Сеялка полосного посева содержит раму 1, на которой установлены опорно-приводные колеса 2, бункер для семян 3 с высевающими аппаратами 4 и их приводом, семяпроводы 5, фрезерную секцию 6 и прикатывающие катки 7. Фрезерная секция 6 имеет механизм регулировки глубины обработки 8 и закрыта кожухом 9, в задней части которого установлены семянаправители 10. На выходном валу фрезерной секции 6 установлены рабочие органы 11 в виде дисков 12 с Г-образными ножами 13. Каждый рабочий орган 11 фрезерной секции 6 содержит предохранительную муфту, состоящую из ведущей полумуфты 14, ведомой полумуфты 15 и промежуточной втулки 16.
Ведущая полумуфта 14 установлена на шлицах выходного вала 17 фрезерной секции 6. На торцовой поверхности ведущей полумуфты 14, по окружности расположены лунки с находящимися в них шариками 18. Промежуточная втулка 16 установлена на выходном валу 17 фрезерной секции 6 с возможностью вращения и также имеет на торцовой поверхности лунки, соответствующие по расположению лункам ведущей полумуфты 14. Лунки на одной из деталей муфты: на ведущей полумуфте 14 или на промежуточной втулке 16 выполнены большей глубины, чем на другой, что обеспечивает синхронный выход шариков 18 из противоположных лунок. Внешняя поверхность промежуточной втулки 16 выполнена с продольными выступами.
На ведомой полумуфте 15 крепятся диски 12 с Г-образными ножами 13, а на внутренней поверхности она имеет продольные выступы. Ведомая полумуфта 15 установлена на промежуточной втулке 16 на подшипниках 19 таким образом, что каждый из продольных выступов ведомой полумуфты 15 расположен в соответствующем продольном пазу промежуточной втулки 16 и между ними со стороны, противоположной направлению вращения, расположены демпферные пружины 20, суммарная жесткость которых, при наибольшей установочной длине, равна минимальному усилию резания почвы Г-образными ножами 13. При этом ведущая полумуфта 14 и промежуточная втулка 16 сжаты между собой посредством упорной шайбы 21, пружины сжатия 22 и регулировочной гайки 23 с усилием проворачивания, равным суммарной жесткости демпферных пружин 20 при максимальном сжатии под нагрузкой, соответствующей предельно допустимому усилию на Г-образный нож 13 рабочего органа 11 фрезерной секции 6.
Сеялка полосного посева работает следующим образом.
При движении сеялки полосного посева Г-образные ножи 13, установленные на дисках 12 рабочего органа 11 фрезерной секции 6, фрезеруют полосу почвы в дернине. В обработанную почву из бункера 3 высевающими аппаратами 4 по семяпроводам 5 и семянаправителям 10 подаются семена. Далее почва в обработанной полосе уплотняется катками 7. При этом вращение от ведущей полумуфты 14, закрепленной на выходном валу 17 фрезерной секции 6, к ведомой полумуфте 15, на которой установлены диски 12 рабочего органа 11 с Г-образными ножами 13, передается посредством шариков 18, находящихся в лунках ведущей полумуфты 14 и промежуточной втулки 16, которые сжаты между собой за счет усилия пружины сжатия 22. Демпферные пружины 20, установленные между выступами ведомой полумуфты 15 и промежуточной втулки 16 со стороны, противоположной направлению вращения рабочего органа 11, сглаживают ударные нагрузки при входе в почву на Г-образные ножи 13.
Давление пружины сжатия 22 через упорную шайбу 21 на промежуточную втулку 16 определяет величину нагрузки на Г-образные ножи 13, при которой предохранительная муфта срабатывает. В этом случае шарики 18 выходят из соответствующих лунок ведущей полумуфты 14 или промежуточной втулки 16, что приводит к проворачиванию промежуточной втулки 16 относительно ведущей полу муфты 14.
При встрече Г-образного ножа 13 с препятствием по твердости и прочности, значительно превосходящим соответствующие параметры почвы, демпферные пружины 20 сжимаются до выбора зазоров между витками. Этот момент является началом выхода шариков 18 из соответствующих лунок ведущей полумуфты 14 или промежуточной втулки 16, т.е. промежуточная втулка 16 начинает проворачиваться относительно ведущей полумуфты 14, что исключает поломку Г-образных ножей 13. После окончания контакта с препятствием под действием усилия сжатия пружины 22 шарики 18 войдут в соответствующие лунки на торцовых поверхностях ведущей полумуфты 14 или промежуточной втулки 16 и процесс фрезерования почвы возобновится.
Использование сеялки полосного посева по сравнению с прототипом обеспечит повышение качества обработки почвы и полосного посева в дернину, снижение металлоемкости трансмиссии сеялки полосного посева, увеличение срока службы Г-образных ножей и снижение энергоемкости фрезерования.