Широкозахватний коток

Реферат: Широкозахватний коток складається з трьох робочих ланок з робочими змінними органами, причепа, опорно-ходових коліс, гідроциліндра з гідротрасою та в якому шарнірно приєднана до причепа середня робоча ланка, а крайні робочі ланки шарнірно приєднані до середньої робочої ланки. При цьому всі три ланки котка виконані зворотними відносно їх поздовжньої осі, до яких за допомогою нерухомих кронштейнів прикріплені робочі органи малого діаметра. UA 121272 U (54) ШИРОКОЗАХВАТНИЙ КОТОК UA 121272 U UA 121272 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до сільськогосподарських знарядь - котків, які використовуються для вирівнювання поля, подрібнення грудок і прикочування ґрунту до і після посіву сільськогосподарських культур, а також для ущільнення ґрунту і збереження в ньому вологи. Відомий коток, який має причіп, до якого шарнірно приєднана середня робоча ланка (секція) з опорно-ходовими колесами і робочим органом, гідроциліндр однобічної дії з гідротрасою. До середньої робочої ланки шарнірно приєднані дві крайні робочі ланки (секції) з робочими органами, зв'язані з причепом тягами. Крайні робочі ланки в транспортному стані установлюються за допомогою тяг паралельно осі руху агрегату при повороті середньої ланки при висуванні штока гідроциліндра, а при всуванні штока гідроциліндра розгортається в робочий стан [див. пат. Фінляндії №86947 з класів А01В 29/00, А01В 20/06 опублікований у 1990 році]. Недоліком відомої конструкції котка є те, що перевід робочих ланок з робочого стану в транспортний і навпаки здійснюється тягами, які з'єднують крайні робочі ланки з причепом, які через велику інерційну масу крайніх робочих органів ланок на великих плечах важелів ненадійні в експлуатації і не забезпечують безпеку. Крім того, тяги погіршують копіювання робочими органами робочих ланок мікрорельєфу поля, отже, і якість обробки ґрунту, що тягне за собою зниження врожаю. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, та який приймається за прототип, є коток, що складається з трьох робочих ланок з робочими змінними органами, причепа, гідроциліндра з гідротрасою, в якому шарнірно приєднана до причепа середня робоча ланка, що має опорно-ходові колеса, а крайні робочі ланки шарнірно приєднані до середньої робочої ланки. При цьому причіп виконано з жорсткою поперечиною з замками на її кінцях для фіксації в транспортному стані крайніх робочих ланок, що розташовані під гострим кутом до напрямку руху, а рама середньої робочої ланки похилена відносно вертикалі [див. пат. України №15325 з класу А01В 29/06 опублікований 30.06.1997 року у Бюл. №3]. Основним недоліком відомого котка є обмеженість ширини обробки смуги ґрунту за один прохід транспортного засобу, що обумовлено невдосконаленістю конструкції котка. Цей недолік пояснюється наступним. При рушенні котка по полю у робочому стані, його крайні робочі ланки є консолями, які утримуються у одній лінії з середньою ланкою за допомогою поворотних шарнірів, розташованих на рамі біля середньої ланки. Отже, чим більше буде консоль, тим більше буде навантаження на згадані шарніри. Крім того, з-за того, що крайні ланки спираються на ґрунт через робочі органи, тим більший опір утворюється при рушенні транспортного засобу. Все це робить велике навантаження на шарніри, що вимушує збільшувати їх розміри. Але збільшення розмірів шарнірів викликає відповідне зростання ваги середньої робочої ланки. А це, в свою чергу, викликає підвищену витрату пального для обробки ґрунту та підвищує імовірність поломки вузлів з'єднання ланок. Тому, крайні ланки конструктивно недоцільно виконувати великої довжини, що, власно кажучи, й обмежує ширину обробки ґрунту. Другим суттєвим недоліком відомого котка є те, що під час обробки ґрунту його котки безпосередньо спираються на ґрунт. Цей недолік обумовлений наступним. Щоб коток не занурював у ґрунт, особливо, коли останній вологий, треба використовувати котки великого діаметра. Але це приводить до суттєвого зростання їх ваги (розміри при збільшенні зростають по лінійному закону, а вага - по кубічному, тобто, швидше в три рази). Велика вага котків приводить до відповідного посилення конструктивних елементів котка (рами, причепа, шарнірів тощо), що, в цілому, приводить до зростання потужності транспортного засобу та до збільшення витрат пального. Таким чином, відомий коток, через невдосконаленості його конструкції, є неекономічним за використанням та не уніфікованим за шириною обробки ґрунту спільно або окремо з іншим сільськогосподарським обладнанням, наприклад, з широкозахватними боронами, культиваторами, сівалками тощо, а збільшення його ширини неможливо оскільки зворотний момент у консолях зростає швидше, ніж їх довжина. В основу корисної моделі поставлено задачу уніфікації котка, розширення технологічних можливостей та зниження ваги без погіршення якості обробки ґрунту з одночасним зниженням вартості як самого котка, так і його експлуатації шляхом збільшення розмірів його крайніх ланок без зростання згинаючого моменту у вузлах кріплення за рахунок використання рухомих опорних елементів під час обробки ґрунту. Рішення поставленої задачі досягається тим, що широкозахватний коток, який складається з трьох робочих ланок з робочими змінними органами, причепа, опорно-ходових коліс, гідроциліндра з гідротрасою, та в якому шарнірно приєднана до причепа середня робоча ланка, а крайні робочі ланки шарнірно приєднані до середньої робочої ланки, згідно з пропозицією, всі три ланки котка виконані зворотними відносно їх поздовжньої осі, до яких за допомогою 1 UA 121272 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нерухомих кронштейнів прикріплені робочі органи малого діаметра, а також консольні ділянки крайніх ланок наділені додатковими підпружиненими колесами, причому балки ланок виконані полегшеними з центральними внутрішніми ребрами жорсткості, а підшипникові вузли робочих органів наділені пилозахисними лабіринтами і, крім того, нерухомі кронштейни, які утримують робочі органи, мають один овально-радіальний, а другий сферичний отвори для забезпечення „плаваючого" коливання робочих органів. Завдяки наявності у конструкції котка полегшених але великої жорсткості балок та робочих органів невеликого діаметра досягається зниження ваги котка. Завдяки наявності додаткових підпружинених коліс на крайніх балках досягається задача розвантаження шарнірних вузлів та знімається обмеження за шириною котка. Завдяки наявності пилозахисних лабіринтів зростає надійність й час експлуатації підшипникових вузлів. Тому запропоновану конструкцію котка можна дійсно вважати широкозахватною, економічною за вартістю, з малою вагою, надійною й уніфікованою за спільним використанням з будь-яким сільськогосподарським агрегатом. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: фіг. 1 - конструкція запропонованого широкозахватного котка в транспортному стані, вигляд в плані; фіг. 2 - те ж саме, в робочому стані; фіг. 3 - консольна ділянка крайньої ланки; фіг. 4 - опорне додаткове підпружинене колесо; фіг. 5 - конструкція підшипникового вузла; фіг. 6 - конструкція балки; фіг. 7 - конструкція нерухомого кронштейна, вигляд в плані; фіг. 8 - те ж саме, вигляд збоку. Запропонований широкозахватний коток має причіп 1, на якому розташований гідроциліндр 2 з гідротрасою двобічної дії і складається з трьох робочих ланок - середньої поперечної ланки 3 та двох поздовжніх крайніх ланок 4, які приєднані до середньої поперечної балки 1 за допомогою зворотних шарнірів 5 та у транспортному стані поєднані між собою за допомогою знімної стяжки 6 та підтримуються над поверхнею поля за допомогою опорно-ходових коліс 7, які прикріплені до поздовжніх крайніх ланок 4. Шарніри 5, конструктивно виконані у вигляді вертикальних втулок та пальців, і забезпечують зворот поздовжніх крайніх ланок 4 у горизонтальній площині. Шток 8 гідроциліндра 2 з'єднаний з середньою поперечною ланкою 3 за допомогою кронштейну 9, який жорстко закріплений, наприклад, приварений, на середньої поперечної балки 3. На середньої поперечної ланки 3 та двох поздовжніх крайніх ланок 4, за допомогою нерухомих кронштейнів 10, через підшипникові вузли 11 закріплені батареї робочих органів 12 малого діаметру. На консольних кінцях двох поздовжніх крайніх ланок 4 змонтовані додаткові під-пружні колеса 13. Ці додаткові під-пружні колеса 13 мають таку ж точку опори, як і робочі органи 12, тобто мають точку опори на одній лінії з робочими органами 12. Підшипниковий вузол 11 з підшипником 14 кочення або ковзання, розташованим у наскрізній розточці корпусу 15 та насадженим на кінець валу 16 робочого органу 12. На зовнішній торцевій поверхні корпусу 15 з боку отвору для вала 16 виконаний лабіринт 17 у вигляді декількох концентричних канавок у які входять відповідні концентричні пази, що виконані на додатковій кришці 18 з центральним отвором для проходу вала 16 та прикріпленою до нього нерухомо, будь-яким відомим засобом, наприклад, стопорним гвинтом 19. Таке ущільнення запобігає потрапляння до підшипника 14 будь-яких забруднень, переважно пилу, що підвищує ресурс роботи підшипника 14. Середня поперечна ланка 3 та обидві поздовжні крайні ланки 4 виконані у вигляді пустотілих балок 20, у порожнині яких встановлена й закріплена, наприклад, приварена поздовжня вставка 21, яка виконує роль центрального ребра жорсткості. Це дозволяє зменшити переріз балок 20, та саме так, зменшити їх вагу. Нерухомий кронштейн 10, який утримує через підшипниковий вузол 11 робочий орган 12, має два отвори. Один отвір, верхній, виконаний у вигляді овального пазу 22, а другий, нижній 23, з внутрішньою сферичною поверхнею. Це припускає коливання робочого органу 12 як у радіальному, так і в поперечному напрямку відносно нерухомого кронштейна 10. За рахунок наявності таких механізмів на кінцях кожного робочого органу 12 у батареї, кожний з них становиться плаваючим і може копіювати рельєф незалежно від інших робочих органів 12, що підвищує технологічні можливості широкозахватного котка. Подальша суть корисної моделі пояснюється спільно з принципом роботи запропонованого широкозахватного котка. Для використання широкозахватного котка його попередньо треба перевести з транспортного стану у робочий. Це здійснюється таким чином. Насамперед знімається стяжка 6, яка утримувала консольні кінці поздовжніх крайніх ланок 4. Далі, при рушенні транспортного засобу заднім рухом, поздовжні крайні ланки 4 розходяться одна від другої (повертаються, розкручуються) у горизонтальній площині навкруги поворотних шарнірів 5 і займають стан перпендикулярний напрямку руху транспортного засобу, в однієї лінії з поперечною ланкою 3. 2 UA 121272 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Потім, за допомогою гідроциліндра 2, шляхом висування його штока 8, через жорсткий кронштейн 9 всі три ланки разом повертають на 90° відносно поздовжньої осі всіх ланок. Це відбувається завдяки тому, що шарніри 5, технічно виконані у вигляді вертикальних втулок та пальців, тобто через ці шарніри 5 поздовжні крайні ланки 4 обертаються спільно з поперечною ланкою 3. При цьому всі батареї робочих органів 12 та додаткові підпружинені колеса 13 опираються на ґрунт, а опорно-ходові колеса 7 піднімаються над ґрунтом та займають горизонтальне положення. Тепер вся конструкція з трьох ланок спирається на підпружинені колеса 13, завдяки яким, робочі органи 12 знаходяться у плаваючому положенні, тобто їх тиск на ґрунт визначається жорсткістю пружин підпружинених коліс 13. Така конструкція не має консолей, які б утворювали згинаючий момент. В такому стані (робочому) широкозахватний коток виконує технологічний процес, який полягає в тому, що при перекочуванні робочих органів 12 всіх ланок по поверхні поля, внаслідок чого вирівнюється мікрорельєф, подрібнюються грудки і ущільнюється ґрунт, що сприяє зберіганню і підтяганню вологи до насіння. Запропонована конструкція дозволяє використовувати робочі органі 12 малого діаметру, що важливо при обробці вологого ґрунту. Плаваючи батареї робочих органів 12 дозволяють зменшити навантаження на ґрунт, тобто знизити зусилля транспортного засобу, та таким чином, знизити витрати пального. Переведення запропонованого котка з робочого стану у транспортний здійснюється всуванням штока 8 у гідроциліндр 2, в результаті чого всі три ланки разом повертають назад на 90° відносно поздовжньої осі всіх ланок При цьому всі батареї робочих органів 12 та додаткові підпружинені колеса 13 піднімаються догори і займають горизонтальне положення, а опорно-ходові колеса 7 опускаються на ґрунт та займають вертикальне положення. Тепер вся конструкція з трьох ланок спирається на опорно-ходові колеса 7. При прокочуванні транспортного засобу вперед, поздовжні крайні ланки 4 зводяться одна до другої (повертаються, розкручуються) у горизонтальній площині навкруги поворотних шарнірів 5 і займають стан, поздовжній напрямку руху транспортного засобу. Далі надягається стяжка 6, яка утримує консольні кінці поздовжніх крайніх ланок 4. Суттєва відмінність запропонованого широкозахватного котка, у порівнянні з відомими, полягає в тому, що конструкція передбачає наявність двох пар опорних коліс з різної орієнтацією їх осей у просторі, до дозволяє вилучити консолі у робочому стані, у наявності зворотних у двох напрямках крайніх ланок 4 та зворотної у одному напрямку середньої ланки, а також використання підпружинених коліс, лабіринтового пилезахисту підшипникових вузлів та полегшених балок і робочих органів 12 малого діаметру. Перелічені відмінності, у сукупності дозволяють компенсувати нерівності поверхні поля, знизити навантаження на ґрунт та транспортний засіб, стабілізувати роботу робочих органів, зняти обмеження з ширини смуги, що оброблюється за один прохід з одночасним зниженням ваги й вартості котка. Жоден з відомих котків не може володіти відміченими властивостями, оскільки не мають можливості переустановлювати автоматично колеса, оскільки їх ланки не можуть обертатися навколо поздовжньої вісі, або, взагалі мають тільки одну поперечну балку. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - розширення технологічних можливостей за рахунок відсутності обмеження ширини котка; - зниження загальної ваги котка за рахунок використання достатньо жорстких полегшених балок та робочих органів малого діаметру; - підвищення ресурсу роботи підшипникових вузлів за рахунок їх додаткового захисту пилозахисними лабіринтами; - відсутність згинаючого моменту у крайніх ланках за рахунок відсутності консольних дільниць; - підвищення якості обробки ґрунту за рахунок нечутливості підпружинених коліс до рельєфу ґрунту; знижка зусилля на транспортний засіб за рахунок знижки опору робочих органів. Економічний ефект від використання корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження вартості широкозахватного котка та витрат пального на обробку ґрунту. Соціальний ефект від використання корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок підвищення врожайності сільськогосподарських культур внаслідок підвищення якості обробітку ґрунту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Широкозахватний коток, який складається з трьох робочих ланок з робочими змінними органами, причепа, опорно-ходових коліс, гідроциліндра з гідротрасою та в якому шарнірно 3 UA 121272 U 5 10 приєднана до причепа середня робоча ланка, а крайні робочі ланки шарнірно приєднані до середньої робочої ланки, який відрізняється тим, що всі три ланки котка виконані зворотними відносно їх поздовжньої осі, до яких за допомогою нерухомих кронштейнів прикріплені робочі органи малого діаметра. 2. Широкозахватний коток за п. 1, який відрізняється тим, що консольні ділянки крайніх ланок оснащені додатковими підпружиненими колесами. 3. Широкозахватний коток за п. 1, який відрізняється тим, що балки ланок виконані полегшеними з центральними внутрішніми ребрами жорсткості. 4. Широкозахватний коток за п. 1, який відрізняється тим, що консольні підшипникові вузли робочих органів оснащені пилозахисними лабіринтами. 5. Широкозахватний коток за п. 1, який відрізняється тим, що консольні нерухомі кронштейни, які утримують робочі органи, мають один овально-радіальний, а другий сферичний отвори для забезпечення "плаваючого" коливання робочих органів. 4 UA 121272 U 5 UA 121272 U 6 UA 121272 U 7 UA 121272 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8