RU2757032C1 - Working body of cultivator - Google Patents

Abstract

FIELD: agricultural engineering.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture. The working body of the cultivator contains a C-shaped rack (2) spring-loaded on the frame with a pendulum vibration shock mechanism (3), consisting of a pendulum fixed at the end of the lever (6) in the form of a hollow cylinder (5) with internal alternating twisted springs (7) and cylindrical bodies with hemispheric protrusions at the ends with protruding cylindrical pushers (9) interacting with hemispheric anvils (4) of the rack (2) and an elastic cantilever limiter (10). An elastic cantilever limiter (10) with an adjustable hemispherical anvil (12), interacting with a hemispherical vibration shock pusher of the pendulum, is fixed at the place of attachment of the paw (1) to the lower side of the rack (2). The shape of the limiter (10) in the longitudinally vertical plane is described by the equation of a logarithmic spiral.

EFFECT: invention provides an increase in the intensity of soil crumbling and a decrease in the energy intensity of tillage.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам культиваторов для сплошной и междурядной обработки.The invention relates to agricultural engineering, in particular to the working bodies of cultivators for continuous and inter-row cultivation.

Известна конструкция рабочего органа культиватора КПЭ-3,8, содержащего раму, подпружиненную С-образную стойку и стрельчатую лапу [Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М: Агропромиздат, 1989]. Данное конструктивное решение обеспечивает колебательное движение стрельчатой лапы в почве за счет действия переменной силы сопротивления и пружинного крепления стойки к раме, что позволяет снизить на незначительную величину значение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата.Known design of the working body of the cultivator KPE-3,8, containing a frame, a spring-loaded C-shaped rack and a lancet paw [Karpenko AN, Halansky V.M. Agreecultural machines. Agreecultural equipment. - M: Agropromizdat, 1989]. This constructive solution provides the oscillatory movement of the duckfoot share in the soil due to the action of a variable resistance force and a spring fastening of the rack to the frame, which makes it possible to reduce by an insignificant amount the value of the traction resistance of the tillage unit.

Недостатком конструкции является нестабильность частоты и амплитуды колебаний рабочего органа, зависящих в значительной мере от частоты колебаний тягового сопротивления. Вследствие этого тяговое сопротивление перемещению в почве культиваторной лапы и тяговое сопротивлений почвообрабатывающего агрегата в целом снижаются незначительно, а повышение качества крошения почвы практически не происходит.The disadvantage of the design is the instability of the frequency and amplitude of oscillations of the working body, depending to a large extent on the frequency of oscillations of the traction resistance. As a result, the traction resistance to the movement of the cultivator share in the soil and the traction resistance of the tillage unit as a whole decrease insignificantly, and the quality of soil crumbling practically does not improve.

Так же известна конструкция рабочего органа культиватора [UA, патент на полезную модель №28178, кл. А01В 33/00. Рабочий орган культиватора // Л.Ф. Бабицкий, В.И. Тарасенко, Ю.Ю. Кусенко. Заявлено 03.08.2007, опубликовано 26.11.2007], состоящего из рамы, С-образной стойки и стрельчатой лапы. На тыльной стороне стойки размещен ударный механизм маятникового типа, верхняя часть которого шарнир но крепится к стойке с возможностью регулировки положения по высоте, а длину качающего рычага маятника можно изменять.Also known is the design of the cultivator working body [UA, utility model patent No. 28178, cl. А01В 33/00. The working body of the cultivator // L.F. Babitsky, V.I. Tarasenko, Yu. Kusenko. Stated 08/03/2007, published 11/26/2007], consisting of a frame, a C-shaped rack and a lancet paw. On the rear side of the rack there is a pendulum-type impact mechanism, the upper part of which is hinged to the rack with the possibility of adjusting the height position, and the length of the swing arm of the pendulum can be changed.

Недостатком конструкции является малая частота соударений ударника со стойкой и, как следствие, недостаточный уровень вибрационного воздействия рабочего органа на почву. При работе на тяжелых почвах возникают значительные отклонения от установленной глубины хода рабочего органа.The disadvantage of the design is the low frequency of collisions of the striker with the strut and, as a result, the insufficient level of vibration impact of the working body on the soil. When working on heavy soils, there are significant deviations from the set depth of travel of the working body.

В качестве прототипа выбран рабочий орган культиватора содержащий подпружиненную на раме С-образную стойку с маятниковым виброударным механизмом и верхним ударным ограничителем. Ударник маятника взаимодействует с регулируемой по высоте полушаровой наковальней упругой С-образной виброударной стойки с одной стороны и с полушаровой наковальней упругого консольного ограничителя с регулировкой угла установки посредством секторного механизма. Ударник выполнен в виде закрепленного с возможностью регулировки на конце рычага маятника пустотелого цилиндра с внутренним виброударным механизмом. Внутренний виброударный механизм состоит из чередующихся витых пружин и цилиндрических тел с полушаровыми выступами на торцах и выступающими цилиндрическими толкателями, взаимодействующими с полушаровыми наковальнями стойки и упругого ограничителя. Перемещение рабочего органа в вертикальном направлении ограничено виброударным ограничителем, состоящим из пары ударников и цилиндрической пружины сжатия[патент РФ №2674576 на изобретение "Рабочий орган культватора", авторы Бабицкий Л.Ф., Куклин В.А., Шевченко В.В., опубл. 11.12.2018, Бюл. №35].The working body of the cultivator containing a spring-loaded C-shaped rack on the frame with a pendulum vibro-shock mechanism and an upper shock limiter is selected as a prototype. The pendulum striker interacts with a height-adjustable hemispherical anvil of an elastic C-shaped vibroimpact rack on one side and with a hemispherical anvil of an elastic cantilever limiter with adjustment of the angle of installation by means of a sector mechanism. The striker is made in the form of a hollow cylinder with an internal vibro-shock mechanism fixed with the possibility of adjustment at the end of the arm of the pendulum. The internal vibration-impact mechanism consists of alternating coiled springs and cylindrical bodies with hemispherical protrusions at the ends and protruding cylindrical pushers interacting with the hemispherical anvils of the rack and an elastic limiter. The movement of the working body in the vertical direction is limited by a vibration-impact limiter consisting of a pair of strikers and a cylindrical compression spring [RF patent No. publ. 11.12.2018, Bul. No. 35].

Недостатком представленного прототипа является недостаточная интенсивность крошения почвы и малое снижение энергоемкости обработки почвы.The disadvantage of the presented prototype is the insufficient intensity of soil crumbling and a small decrease in the energy intensity of soil cultivation.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение интенсивности крошения почвы и снижение энергоемкости обработки почвы за счет увеличения интенсивности передаваемого импульсного воздействия высокой частоты, а также обеспечение возможности регулирования энергии удара и амплитуды колебаний.The technical result of the proposed technical solution is an increase in the intensity of soil crumbling and a decrease in the energy intensity of soil cultivation by increasing the intensity of the transmitted impulse effect of high frequency, as well as ensuring the possibility of regulating the impact energy and vibration amplitude.

Рабочий орган культиватора содержит подпружиненную на раме С-образную стойку с маятниковым виброударным механизмом, состоящем из закрепленного на конце рычага маятника в виде пустотелого цилиндра с внутренними чередующимися витыми пружинами и цилиндрическими телами с полушаровыми выступами на торцах с выступающими цилиндрическими толкателями, взаимодействующими с полушаровыми наковальнями стойки и упругого ограничителя, форма которого в продольно-вертикальной плоскости описывается уравнением логарифмической спирали, при этом упругий консольный ограничитель с регулируемой полушаровой наковальней, взаимодействующий с полушаровыми выступами виброударного толкателя маятника, закреплен в месте крепления лапы к нижней стороне стойки.The working body of the cultivator contains a spring-loaded C-shaped rack on the frame with a pendulum vibro-impact mechanism, consisting of a pendulum fixed at the end of the lever in the form of a hollow cylinder with internal alternating coil springs and cylindrical bodies with hemispherical protrusions at the ends with protruding cylindrical pushers interacting with hemispherical racks and an elastic limiter, the shape of which in the longitudinal-vertical plane is described by the equation of a logarithmic spiral, while the elastic cantilever limiter with an adjustable hemispherical anvil interacting with the hemispherical protrusions of the vibroimpact pusher of the pendulum is fixed at the point of attachment of the paw to the lower side of the rack.

Отличительным признаком изобретения является наличие упругого консольного ограничителя, закрепленного в месте крепления лапы к нижней стороне стойки, с возможностью фиксации в разных положениях полушаровой наковальни.A distinctive feature of the invention is the presence of an elastic cantilever limiter fixed at the point of attachment of the paw to the underside of the rack, with the possibility of fixing the hemispherical anvil in different positions.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и техническим результатом заключается в том, что благодаря дооснащению существующей конструкции упругим консольным ограничителем, форма которого в продольно-вертикальной плоскости описывается уравнением логарифмической спирали, закрепленном в месте крепления лапы к нижней стороне стойки с возможностью фиксации в разных положениях полушаровой наковальни, последняя воспринимает импульсное воздействие от маятникового виброударного механизма и через упругий консольный ограничитель передает его непосредственно на подрезающую лапу культиватора. От соударений колеблющегося маятника не только с культиваторной стойкой, но и с упругим консольным ограничителем создается виброударное воздействие высокой частоты и происходит увеличение передаваемого импульса на культиваторную лапу, что снижает тяговое сопротивление агрегата, благодаря автоколебательному процессу повышается интенсивность крошения почвы и снижается энергоемкость обработки почвы. Выполнение упругого консольного ограничителя с отверстиями для крепления на нем полушаровой наковальни дает возможность регулировать энергию удара и амплитуду колебаний.The causal relationship between the distinctive features and the technical result is that due to the retrofitting of the existing structure with an elastic cantilever limiter, the shape of which in the longitudinal-vertical plane is described by the equation of a logarithmic spiral, fixed at the point of attachment of the paw to the lower side of the rack with the possibility of fixing in different positions hemispheric anvil, the latter perceives the impulse action from the pendulum vibroimpact mechanism and through the elastic cantilever limiter transfers it directly to the undercutting paw of the cultivator. From the collisions of the oscillating pendulum not only with the cultivator stand, but also with the elastic cantilever limiter, a vibro-impact effect of high frequency is created and the transmitted impulse to the cultivator paw increases, which reduces the traction resistance of the unit, due to the self-oscillating process, the intensity of soil crumbling increases and the energy consumption of soil cultivation decreases. The implementation of an elastic cantilever limiter with holes for attaching a hemispherical anvil to it makes it possible to regulate the impact energy and vibration amplitude.

Изобретение представлено графически: фиг. 1 - рабочий орган культиватора, вид сбоку.The invention is presented graphically: FIG. 1 - the working body of the cultivator, side view.

Рабочий орган включает культиваторную лапу 1, подпружиненную стойку 2 с маятниковым ударным механизмом 3, который состоит из полушаровой наковальни 4, пустотелого цилиндрического корпуса 5, качающегося рычага 6, витых пружин 7, ударника 8, выступающих цилиндрических толкателей 9 и упругого консольного ограничителя 10 с отверстиями 11 для крепления на нем регулируемой полушаровой наковальни 12The working body includes a cultivator paw 1, a spring-loaded rack 2 with a pendulum impact mechanism 3, which consists of a hemispherical anvil 4, a hollow cylindrical body 5, an oscillating arm 6, coil springs 7, a striker 8, protruding cylindrical pushers 9 and an elastic cantilever limiter 10 with holes 11 for attaching an adjustable hemispherical anvil 12

Представленное изобретение функционирует следующим образом: Во время подрезания сорняков и рыхления почвенного пласта культиваторная лапа 1 испытывает переменное сопротивление почвы, что приводит к изгибу нижней части культиваторной стойки 2 в фазе сжатия почвы и активизации движения маятникового виброударного механизма 3. В фазе скола почвы культиваторная стойка 2 возвращается в исходное положение, в этот момент маятниковый виброударный механизм 3 под действием силы инерции соударяется с наковальней 12 упругого консольного ограничителя 10, что интенсифицирует колебания маятникового виброударного механизма 3 и позволяет повысить вибрацию культиваторной лапы 1. Это приведет к снижению тягового сопротивления культиваторного рабочего органа и агрегата в целом. Форма упругого ограничителя в продольно-вертикальной плоскости, описываемая уравнением логарифмической спирали вида

, позволяет улучшить скольжение и сход попадающей на него почвы, так как такая поверхность описывает форму линий скольжения почвы по ограничителю с минимальным сопротивлением.The presented invention functions as follows: During trimming of weeds and loosening of the soil layer, the cultivator share 1 experiences variable soil resistance, which leads to the bending of the lower part of the cultivator stand 2 in the phase of soil compression and activation of the movement of the pendulum vibroimpact mechanism 3. In the phase of chipping the soil, the cultivator stand 2 returns to its original position, at this moment the pendulum vibroimpact mechanism 3, under the action of the inertial force, collides with the anvil 12 of the elastic cantilever limiter 10, which intensifies the vibrations of the pendulum vibroimpact mechanism 3 and makes it possible to increase the vibration of the cultivator paw 1. This will lead to a decrease in the traction resistance of the cultivator working body and the unit as a whole. The shape of the elastic limiter in the longitudinal-vertical plane, described by the equation of the logarithmic spiral of the form

, allows you to improve the sliding and descent of the soil falling on it, since such a surface describes the shape of the soil sliding lines along the limiter with minimal resistance.

Результатом использования предложенного устройства является снижение тягового сопротивления культиваторного рабочего органа и повышение качества крошения почвы.The result of using the proposed device is to reduce the traction resistance of the cultivator working body and improve the quality of soil crumbling.

Claims (1)

Рабочий орган культиватора, содержащий подпружиненную на раме С-образную стойку с маятниковым виброударным механизмом, состоящим из закрепленного на конце рычага маятника в виде пустотелого цилиндра с внутренними чередующимися витыми пружинами и цилиндрическими телами с полушаровыми выступами на торцах с выступающими цилиндрическими толкателями, взаимодействующими с полушаровыми наковальнями стойки и упругого ограничителя, отличающийся тем, что упругий консольный ограничитель с регулируемой полушаровой наковальней, взаимодействующий с полушаровым виброударным толкателем маятника, закреплен в месте крепления лапы к нижней стороне стойки, при этом форма ограничителя в продольно-вертикальной плоскости описывается уравнением логарифмической спирали.The working body of the cultivator, containing a spring-loaded C-shaped rack on the frame with a pendulum vibro-impact mechanism, consisting of a pendulum fixed at the end of the lever in the form of a hollow cylinder with internal alternating coiled springs and cylindrical bodies with hemispherical protrusions at the ends with protruding cylindrical pushers interacting with hemispherical bearings stand and elastic limiter, characterized in that the elastic cantilever limiter with an adjustable hemispherical anvil, interacting with the hemispherical vibroimpact pusher of the pendulum, is fixed at the point of attachment of the paw to the lower side of the rack, while the shape of the limiter in the longitudinal-vertical plane is described by the equation of a logarithmic spiral.

Images