Кольчато-шпоровый рабочий орган сельскохозяйственных машин

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроениию в частности, как рабочий орган орудия для предпосевной и послепосевной обработки почвы. Цель разработки данной полезной модели - создание нового, универсального кольчато-шпорового рабочего органа одинаково качественно дробящего комья и разрыхляющего почву или прикатывающего и уплотняющего ее поверхностный слой, отвечающего требованиям создания влагосберегающего поверхностного слоя при обработке полей Юга России с одновременным сокращением металлоемкости и трудоемкости изготовления рабочих органов.

Предлагается использование в ранее выпускавшихся кольчато-шпоровых катках новых, комбинированных, более совершенных по геометрии кольчато-шпоровых рабочих органов.

Для достижения этой цели рабочий орган выполнен в виде шпорового кольца из доработанных по форме разнонаправленных отрезков швеллера прокатного стального. За счет своих конструктивных особенностей, рабочие органы приобретают новые, эффективные при дроблении растительных остатков свойства. При этом они остаются взаимозаменяемыми с ранее выпускавшимися, стальными или чугунными, шпоровыми органами. При движении предлагаемого кольчато-шпорового рабочего органа полки швеллера-шпоры, соединенные спицами со ступицей, - дробят комья и разрыхляют верхний, мульчирующий слой почвы и уплотняют нижележащий слой по ходу движения катка. Применение таких шпоровых рабочих органов ограничивающих свободное перемещение глыбы почвы, значительно повышает эффективность работы шпор при дроблении почвенных комьев и обеспечивает их максимальные размеры в пределах агротехнических требований.

Взаимозаменяемость с узлами и деталями ранее серийно выпускавшихся катков 3ККШ-6, 3ККШ-6М позволяет доработать и модернизировать имеющиеся в хозяйствах кольчато-шпоровые дисковые катки для повышения их производительности и повышения качества обработки почвы в соответствии с требованиями влагосбережения.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим орудиям для предпосевной и послепосевной обработки почвы. Цель разработки -создание нового универсального кольчато-шпорового рабочего органа, который одинаково качественно разрыхлял или прикатывал бы верхний слой почвы при значительном сокращении металлоемкости и упрощении технологии производства рабочих органов. В настоящее время широкое распространение получили ротационные почвообрабатывающие орудия, содержащие установленные на горизонтальных валах кольца или диски различной конструкции, например: гладкие (авт. свид. СССР 919616 кл. A01B 29/04, 1977 г.) или снабженные закрепленными по их периметру ножами (A01B 21/04 SU 1535395 A1 от 19.04.88 г.), шпорами, клиньями (авт. свид. СССР 114944 кл. A01B 29/04, 1983 г.), изготавливаемыми из различных материалов. В большинстве случаев кольца или диски изготавливаются стальными (патент 2099908, приоритет от 16.01.1996 г., кл. A01B 29/04), или чугунными, литыми (авт. свид. СССР 1727562 кл. A01B 29/09). Кольчато-шпоровые рабочие органы различными способами устанавливаются на нескольких горизонтальных валах (см., например, RU 109746 A01B 21/04, бюллетень 9 от 16.09.99 г. или SU 1033021 A01B 21/04 от 08.09.80 г.) и, при движении катка, производят обработку поверхностного слоя почвы. Наиболее близким аналогом катку предлагаемому для использования нового рабочего органа является кольчатый каток, изготавливаемый по авт. свид. СССР 127492 с приоритетом от 24.09.1959 г., в котором стальные валы, выполненные из круглого калиброванного проката, устанавливаются в прямоугольной раме на подшипниках скольжения. Кольца или диски, изготавливаемые в большинстве случаев, из чугунного литья и имеющие аксиально направленные шпоры, расставляются на валах с промежутками, равными ширине захвата одного рабочего органа и располагаются на валах в шахматном порядке, т.е. рабочие органы заднего ряда находятся против промежутков переднего ряда и удерживаются от перемещений распорными втулками (фиг. 3, поз. 4). При работе шпоровых колец шпоры осуществляют крошение комков и рыхление верхнего, мульчирующего слоя почвы, а также уплотнение подповерхностного слоя почвы по ходу движения машины (фиг. 1; поз. 1).

Наиболее близким по форме к предлагаемому рабочему органу является кольчато-шпоровый рабочий орган состоящий из дисков с ободом, на котором расположены выступы, имеющие форму радиально-направленного клина и закрепленные аксиально на боковых гранях диска шпоры, осуществляющие рыхление верхнего и уплотнение подповерхностного слоев почвы, (авт. Свид. СССР 1727562 кл. A01B 29/09) Недостатком известного рабочего органа является то, что они изготавливаются методом стального или чаще чугунного литья и, в силу сложности литейной технологии, относительно дороги.

Применение кольчато-шпорового рабочего органа изготавливаемого из стального листового проката в виде 2-х соединенных между собой дисков имеющих отогнутые шпоры (по периметру каждого диска по патенту РФ 2099908) также имеет ряд недостатков. К ним относятся недостаточная прочность отогнутых шпор и вероятность выноса посевных семян при большой глубине погружения рабочих органов при послепосевном прикатывании. В предлагаемой к использованию полезной модели кольчато-шпорового рабочего органа почвообрабатывающего катка шпоровое кольцо (фиг. 1; поз. 1) соответствующее ободу диска с закрепленными на нем шпорами аналога), изготавливается не литьем (стальным или чугунным). Цель разработки полезной модели достигается тем, что для изготовления кольца шпорового рабочего органа используется готовый стандартный металлопрокат-швеллер. Шпоры нового предлагаемого кольца, фиг. 1; поз. 1) изготавливаемого из аксиально-направленных в противоположные стороны поочередно отрезков швеллера (см. фиг. 1; поз. 1), смещенных друг относительно друга, образованы полками швеллера. При этом повышается прикатывающая способность новых рабочих органов, при сохранении рыхлящих, мульчирующих, дробящих верхний почвенный слой свойств. Применяемые для изготовления кольца рабочего органа (обода) отрезки швеллера должны быть предварительно прокалиброваны для придания им необходимой формы-сегмента окружности радиуса рабочего органа (диска) см. фиг. 1. Лист 2. Отрезки швеллера, предварительно прокалиброванные по радиусу соответствующему радиусу рабочего органа (диска), расположены конструктивно поочередно с одной или другой стороны плоскости рабочего органа. Такое расположение обеспечивает, поочередно, увеличение рыхлящих или прикатывающих свойств рабочего органа. Расположение плоских спиц рабочего органа вдоль оси ступицы обеспечивает необходимую жесткость и прочность при сохранении демпфирующих удары свойств рабочего органа. Применение для изготовления шпорового кольца отрезков швеллера с калиброванной высотой полок образующих шпоры в форме радиально направленного клина обеспечивает проникновение шпор на глубину почвы гарантирующую безопасность при прикатывании мелкосемянных посевов. Предпосевная обработка проводится, в большинстве случаев, после пахоты, а значит рабочий орган должен хорошо дробить и измельчать глыбы и комья а также разрушать корку почвы и, частично, выравнивать рельеф поля. При использовании во время послепосевной обработки поля кольчато-шпоровый рабочий орган должен хорошо прикатывать верхний слой почвы, обеспечивая хорошее сцепление семян с почвой и препятствуя ветровой эрозии почвы. Предлагаемый кольчато-шпоровый рабочий орган наилучшим образом сочетает в себе эти два взаимоисключающие требования. Это обеспечивается тем, что при изготовлении обода рабочего органа из чередующихся по направлению отрезков швеллера с высотой полок задающей глубину погружения не превышающую глубину высева семян, рабочий орган гарантированно рыхлит верхний, мульчирующий слой почвы заданной глубины и уплотняет нижележащий слой почвы. Шахматная расстановка кольчато-шпоровых рабочих органов (шпоровых дисков), позволяет производить их самоочистку (в случае залипания при работе на влажных почвах). Посадка шпоровых органов на вал с промежутками для распорных втулок приводит к тому, что комки почвы, при работе ранее применяемых катков, сдвигаются на свободное место в одну, а затем в другую сторону в процессе обработки почвы катком. Крошение почвы при этом осуществляется недостаточно качественно. Новые рабочие органы - шпоровые кольца которых изготавливаются из отрезков швеллера - устанавливаемые на одном из двух валов рамы катка, чередуясь со шпоровыми органами устанавливаемыми на другом, за счет конструктивно полученных шпор прямоугольной формы более качественно рыхлят почву, а за счет кольца изготовленного из отрезков швеллера более качественно прикатывают ее по следу катка. При этом необходимая высота шпор, (а значит и глубина мульчирующего верхнего разрыхленного слоя почвы), может быть получена при использовании калиброванных по высоте отрезков швеллера нужного типоразмера (например 6, 5). Ступица органов (Фиг. 1; поз. 3) может иметь, при установке на вал, втулку из антифрикционного материала (фиг 1; поз 4), либо жестко закрепляться на валу, т.к. в обоих случаях она имеет независимое перемещение по отношению к свободно посаженному рядом с ней на вал шпоровому органу. Установка на ступицу дополнительного кольца позволяет также использовать его как пыльник, предохраняющий вал от попадания в зазор между ступицами рабочих органов пересыпающегося грунта. Для более полного и эффективного использования возможностей шпоровых рабочих органов на секциях катка может быть установлен регулируемый балласт. В предлагаемом для использования нового рабочего органа катке, в качестве балласта, предусматривается использование стандартных двухсотлитровых бочек, попарно установленных на специальную подставку. Бочки могут быть закреплены на подставке специальными быстросъемными хомутами (фиг. 4, поз. 8). Применение нового, шарнирного способа соединения центральной, прицепной рамы и боковых рам универсального дискового катка с помощью шарниров типа «вертлюг», дистанционных звеньев и боковых двухшарнирных тяг позволяет уменьшить радиус поворота катка, улучшает маневренность агрегата в сцепке и обеспечивает более полное копирование микрорельефа обрабатываемого поля. При этом новый рабочий орган (диск) может быть установлен и на ранее выпускавшиеся катки типа 3КК-6; 3ККШ-6; 3ККШ-6М и другие взамен ранее применяемых кольчато-шпоровых рабочих органов из чугунного литья или штампованно- сварных.

На фигуре 4. изображен универсальный кольчато-шпоровый каток из 3-х шарнирно соединенных секций, вид сверху. Каток содержит центральную прицепную (поз. 1) и две боковые рамы (поз. 2; 3), с установленными на них балластными водоналивными бочками (поз. 8) Соединительные звенья-шарниры (поз. 7) содержат дополнительные дистанционные звенья, обеспечивающие необходимые вертикальные перемещения боковых секций катка. Прицепное устройство, которым оснащен предлагаемый универсальный кольчато-шпоровый каток (поз. 4), позволяет присоединить его как к трактору, так и к раме тяжелой бороны или дискатора, что органично дополняет их для создания, при их совместном использовании, влагонакопительного слоя почвы. На фигуре 3., изображена секция универсального кольчато-шпорового катка. Оснащенная новыми рабочими органами (дисками) переднего (поз. 2) и заднего (поз. 3) ряда.

На фигуре 1. Изображен новый, предлагаемый кольчато-шпоровый рабочий орган, изготавливаемый из аксиально направленных поочередно в противоположные стороны отрезков швеллера. Радиально направленные полки отрезков швеллера образуют, при этом, шпоры рабочего органа. В качестве стальных приварных спиц рабочих органов использованы стальные полосы, соединяющие шпоровое кольцо со стальной ступицей и образующие, совместно со шпорами, радиально направленный клин рабочего органа (диска).

Работает кольчато-шпоровый рабочий орган следующим образом: при движении катка вперед шпоры колец (фиг. 3, поз. 2; 3) внедряются в почву, при этом шпоры шпорового кольца врезаются в глыбу почвы, раскалывают ее под действием своей массы, массы катка в целом и водоналивного балласта и уплотняют ее по следу движения катка. Сдвигаемые шпорами или кольцом шпорового органа глыбы почвы попадают под воздействие рабочих органов на втором валу, при этом шпоры шпоровых колец производят крошение комков почвы, свободное перемещение которых ограничено полками швеллера, расположенными на одной или на второй стороне кольца.

Относительное расположение шпоровых рабочих органов позволяет выполнить заданные агротехнические требования к качеству подготовки почвы.

Библиографические данные источников информации, указанных в описании аналогов:

1. Авторское свидетельство СССР 114944 кл. A01B 29/04 от 1983 г.

2. Авторское свидетельство СССР 919616 кл. A01B 29/04 от 1977 г.

3. Патент 2099908 A01B 29/04, приоритет от 16.01.1996 г.

4. Авторское свидетельство 1727562 A01B 29/04.

5. Авторское свидетельство СССР 127492, приоритет от 24.09.1959 г.

6. RU 109746 A01B 21/04 бюллетень 9 от 16.09.1999 г.

Кольчато-шпоровый рабочий орган почвообрабатывающего катка, содержащий шпоровое кольцо, соединенное стальными спицами со ступицей, отличающееся тем, что шпоровое кольцо выполнено из аксиально направленных в противоположные стороны поочередно отрезков швеллера, при этом радиально направленные калиброванные по высоте полки швеллера образуют радиально направленные шпоры кольца.