Культиватор

Изображения

Культиватор содержит раму с жестко присоединенными с помощью S-образных пружинных подвесок лапами. В S-образных пружинных подвесках в продольной плоскости выполнены сквозные пазы и поперечно расположенные относительно них насечки. Насечки взаимодействуют с ответными, выполненными на упорных пластинах криволинейной формы. Упорные пластины жестко присоединены к втулкам. Втулки подвижно установлены на пальцах. Пальцы шарнирно связаны с рамой культиватора и также подвижно расположены в упомянутых сквозных пазах S-образных пружинных подвесок. Втулки с упорными пластинами криволинейной формы подпружинены пружинами сжатия относительно пальцев, шарнирно связанных с рамой культиватора. Такое конструктивное выполнение позволяет повысить устойчивость движения рабочего органа культиватора в почве независимо от ее плотности. 2 ил.

Изобретение относится к области сельскохозяйственных машин и может быть использовано в различных конструкциях почвообрабатывающих агрегатов.

Известны конструкции культиваторов. Так, например, в кн.: «Сельскохозяйственные машины и основы эксплуатации МТП» / Б.Н.Четыркин и др. - М.: Колос, 1981 г., на стр.44-45 описан и на рис.28 показан культиватор садовый навесной модели КСГ-5. Такой культиватор состоит из рамы, на которой с помощью стоек установлены рабочие органы. Существенным недостатком такого культиватора является то, что рабочие органы его закреплены на стойках, имеющих высокую жесткость, поэтому при встрече рабочих органов с инородными предметами, находящимися в почве, или камнями они остаточно деформируются, что в итоге в дальнейшем требует соответствующих затрат на их восстановление и ремонт.

Известен также культиватор КПС-4 (см.кн. Карпенко А.Н., Халанский В.Н. «Сельскохозяйственные машины», 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат: 1989 г.), описанный на стр.54-56 и показанный на рис.11.6 этой книги. Конструкция такого культиватора в целом аналогична вышеописанной, однако его рабочие органы жестко закреплены на стойках, выполненных из упругого материала и имеющих S-образную форму. Такое крепление рабочих органов более эффективно в сравнении с теми, которые описаны в аналоге, т.к. за счет их упругих свойств можно получить более высокие агротехнические показатели обработки почвы и в случае контакта с инородными предметами избежать остаточных деформаций и поломок. Однако, несмотря на достаточно высокую эффективность их использования им присущ весьма важный недостаток, заключающийся в том, что изгибная жесткость S-образных форм стоек имеет постоянную величину и поэтому последние предназначены для узкого культивирования почв, имеющих заранее заданную плотность, а потому использовать их на других видах почв, где разброс плотности последних довольно широк, не представляется возможным. Так, например, при высокой плотности почвы S-образной формы стойки получат более высокий угловой поворот, чем при обработке почв с меньшей плотностью, а это вызовет неравномерности обработки последней.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является обеспечение устойчивости движения рабочих органов культиваторов в почвах, имеющих различную плотность.

Поставленная цель достигается тем, что в S-образных пружинных подвесках, в продольной их плоскости, выполнены сквозные пазы и поперечно расположенные относительно них насечки, взаимодействующие с ответными, изготовленными на криволинейной формы упорных пластинах, жестко присоединенных к втулкам, подвижно установленным на пальцах, шарнирно связанных с рамой культиватора и также подвижно расположенных в упомянутых сквозных пазах S-образных пружинных подвесок, причем втулки с криволинейной формы упорными пластинами подпружинены пружинами сжатия относительно пальцев, шарнирно связанных с рамой культиватора.

На фиг.1 показан общий вид S-образной пружинной подвески рабочего органа в перспективе, а на фиг.2 - в разрезе укрупненный узел фиксирующего устройства рабочей длины S-образной пружинной подвески.

Культиватор состоит из рамы 1, на которой жестко закреплена одним своим концом S-образная пружинная подвеска 2 с лапой 3. В S-образной пружинной подвеске 2 выполнен сквозной паз 4, по краям которого нанесена насечка 5, взаимосвязанная с ответной нарезанной на упорной пластине 6. Упорная пластина 6 жестко соединена с втулкой 7 и во внутренней ее полости размещена пружина сжатия 8, один конец которой уперт в упорную пластину 6, а другой - в шайбу 9, жестко закрепленную на пальце 10. Сам палец 10 шарнирно присоединен к оси 11, установленной в кронштейнах 12, жестко закрепленных на раме 1 культиватора.

Работает культиватор следующим образом. При обработке почвы рабочим органом (лапа 3) на нее действует нагрузка Р, возникающая от преодоления последним почвы, в которую заглублена лапа 3. Для упрощения задачи считаем, что такая нагрузка является постоянной, т.е. P=const, и не вызывает упругой деформации S-образной пружинной подвески 2, при этом лапа 3 находится на заданном углублении в почве и двигается совместно с рамой 1 культиватора достаточно устойчиво. Представим теперь, что эта нагрузка увеличилась в связи с тем, что культиватор стал обрабатывать почву с плотностью, намного большей, чем в первом случае и настолько, что она вызвала угловую упругую деформацию S-образной пружинной подвески 2 по стрелке А, причем такая угловая деформация, связанная с перемещением лапы 3 в левую часть чертежа, способствует ее положению, показанному на фиг.1 пунктиром, что тем самым исключает технологический процесс резания почвы, переходящий в процесс ее отвала. Такое явление вызвано малой жесткостью участка S-образной пружинной подвески 2, расположенного между точкой приложения нагрузки Р и местом заделки ее на раме 1 культиватора. Известно, что такая деформация наступила от действия критической силы РКР, которая определяется по известной зависимости (см. кн.: Феодосьев В.И. «Сопротивление материалов». М.: Наука, 1970 г., стр.417-422, разд.: «Большие перемещения гибкого стержня»):

где EJ - жесткость поперечного сечения гибкого стержня,

l - длина рассматриваемого участка гибкого стержня.

Из этой зависимости видно, что одним из важнейших ее показателей является длина стержня l, т.е. чем она меньше, тем значение РKP больше при тех же параметрах Е и J. Поэтому в предложенном техническом решении и использован этот принцип за счет изменения рабочей длины S-образной пружинной подвески 2 следующим образом. Если культиватор эксплуатируется на более плотных почвах, то за счет перемещения в ручную по стрелке В (см. фиг.2) втулки 7 совместно с упорной пластиной 6 и, сдеформировав пружину сжатия 8, поворачивают по стрелке С палец 10 на оси 11 на определенный угол, например , и после этого, отпустив втулку 7, последняя, под действием сил упругого сопротивления, ранее сжатой пружины сжатия 8, совместно с упорной пластиной 6 зафиксирует палец 10 в этом новом положении. Это в итоге позволяет уменьшить рабочую длину S-образной пружинной подвески 2 и тем самым повысить ее сопротивление воздействию силы Р, приложенной к лапе 3 культиватора. Осуществляя описанную операцию поворота пальца 10 на различные углы в зависимости от плотности обрабатываемых почв, можно получить требуемую устойчивость движения лапы 3 культиватора и тем самым обеспечить качество обрабатываемых угодий. При этом длина паза 4 может быть выполнена значительно большой и в каждом конкретном случае должна быть установлена экспериментальным путем.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, т.к. оно позволяет расширить эксплуатационные показатели культиватора, работающего на различных почвах, имеющих разную плотность.

Формула изобретения

Культиватор, содержащий раму с жестко присоединенными с помощью S-образных пружинных подвесок лапами, отличающийся тем, что в S-образных пружинных подвесках в продольной плоскости выполнены сквозные пазы и поперечно расположенные относительно пазов насечки, взаимодействующие с ответными, выполненными на упорных пластинах криволинейной формы, жестко присоединенных к втулкам, которые подвижно установлены на пальцах, шарнирно связанных с рамой культиватора и также подвижно расположенных в упомянутых сквозных пазах S-образных пружинных подвесок, причем втулки с упорными пластинами криволинейной формы подпружинены пружинами сжатия относительно пальцев, шарнирно связанных с рамой культиватора.