Сільськогосподарська машина та вузол сошника/загортача

Реферат: Сільськогосподарська машина для нарізання борозен у ґрунті містить принаймні один вузол сошника/загортача, який переноситься брусом для навішування робочих органів. Кожен вузол сошника/загортача містить диск сошника, встановлений під кутом відносно напрямку роботи, який визначає профіль борозни. Диск сошника має вісь обертання, передню кромку й задню кромку, що знаходяться поруч з одним боком профілю борозни. Копіювальне колесо встановлене у цілому в лінію з диском сошника поруч із задньою кромкою диска сошника. Копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між передньою кромкою і задньою кромкою диска сошника. Перший загортач знаходиться на боці профілю борозни, протилежному копіювальному колесу. Перший загортач має передню кромку, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника. Другий загортач знаходиться на тому самому боці профілю борозни, що й копіювальне колесо. UA 99834 C2 (12) UA 99834 C2 UA 99834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цей винахід відноситься до сільськогосподарських машин і, зокрема, до тукових сошників, призначених для утворення у ґрунті борозни, в яку вносяться добрива. Сільськогосподарська посівна машина, така, як сіялка для просапних культур або зернова сіялка, вносить насіння на необхідній глибині кількома паралельними борознами для внесення насіння, виконаними у ґрунті. У випадку сіялки для просапних культур кілька пристроїв для сіяння просапних культур типово приводяться до руху по землі з використанням коліс, валів, зірочок, роздавальних коробок передач, ланцюгів тощо. Кожний пристрій для сіяння просапних культур має раму, з можливістю переміщення з'єднану з брусом для навішування робочих органів. У районах, де для посіву хлібних злаків (за винятком кукурудзи й сорго) використовується техніка типу пневматичної сіялки, спостерігається значне стремління до зниження витрат на посівні операції. Одним зі шляхів досягти цього є прийняття практики безорного землеробства, щоб зменшити витрати на техніку й пальне. Ще один шлях - це сполучення операцій, що використовуються при посіві, наприклад, оранка, передпосівна обробка (підготовка) ґрунту, внесення добрив і насіння. Ще один варіант - використовувати комбіновані операції у практиці безорного землеробства. На разі існують машини, які мають певну здатність об'єднувати ці операції. їх зазвичай розбивають на дві категорії: пневматичні сіялки з анкерними сошниками й пневматичні сіялки з дисковими сошниками. У першому типі для утворення борозни для внесення насіння використовується сполучення сошників з культиваторними лапами або підошвами; головним чином, вони "мотижать" борозну. Прикладами цих знарядь служать сіялки John Deere 1820, Bourgault 5710, Morris Maxim II, 8900 і 9000, або Case ATX Series. У другому типі для утворення борозни для внесення насіння використовується сошники дискового типу. Прикладами цих знарядь служать сіялки John Deere 1890, Bourgault 5720, Morris Never Pin або Case SDX Series. He всі із цих машин можуть вносити добрива одночасно з насінням. Зазвичай одночасно з насінням найлегше вносити сухі гранульовані добрива, оскільки цей тип добрив може розподілятися схожою системою пневматичної доставки. При внесенні рідкого добрива потрібна додаткова система доставки й розподілу, яка підприємством-виробником пневматичної сіялки зазвичай не поставляється. При внесенні газоподібного добрива, такого, як безводний аміак (NH3) також потрібна додаткова система доставки й розподілу, яка підприємством-виробником пневматичної сіялки зазвичай не поставляється. Ще одна проблема, пов'язана з NH3, - це вимога ефективно ущільнити газ у ґрунт. Це зазвичай найважче завдання для цих сошників. Для того щоб ефективно утримати газ у ґрунті, необхідно точно помістити газ у борозні й ущільнити його в ній. Для досягнення цього переважно створити малу й акуратну борозну постійної глибини, а потім швидко й ефективно загорнути цю борозну. Труднощі, на які наражаються при використанні відомих конструкцій, полягають в усіх аспектах цієї операції. Ці пристрої страждають від одного або кількох із наступних пагуб них чинників: 1) занадто велике руйнування структури ґрунту з утворенням великої борозни і значним зміщенням ґрунту; 2) відсутність регулювання глибини; 3) неспроможність загорнути або ущільнити борозну відразу після випуску газу; й 4) велика сила тяги через необхідність внесення NH3 на більших глибинах. Найпопулярніший способом внесення NH3 у середньозахідній частині США - через використання сошника стоякового типу з двома загортальними дисками ззаду стрижня за напрямком руху. NH3 зазвичай вноситься восени сошником стоякового типу, що призводить до додаткової польової операції з пов'язаними з нею витратами. Хоча цей тип сошників працює добре, вони потребують глибокого (6-10 дюймів) внесення, щоб одержати адекватне утримування NH3. Внесення на цих глибинах потребує великої потужності техніки і дає в результаті значне руйнування структури ґрунту. В районах, де використовується пневматична посівна техніка, багато фермерів переходять зі звичайного землеробства на пряме сіяння або сіяння за один прохід (внесення добрива під час сіяння). У цьому типі пневматичних сіялок для внесення NH3 зазвичай використовуються дискові сошники, оскільки швидкість внесення одночасно с посівом є значно меншою, ніж при внесенні восени. Ця менша швидкість дозволяє використовувати дискові сошники, які спричиняють набагато менше руйнування структури ґрунту, ніж традиційний стояк. Одна проблема, пов'язана із цим типом сошників, - це здатність адекватно ущільнювати борозну й запобігати дегазації через малу глибину й утворення борозни. Розробка однодискового сошника, який може адекватно вносити й утримувати великі кількості NH3 з високими швидкостями й при малих глибинах надала б фермерам і підрядникам для внесення добрив продуктивнішу машину для внесення NH3, аніж традиційна стоякова машина для внесення добрив. 1 UA 99834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Метою цього винаходу є створення вузла сошника/загортача, який не відкриває борозну занадто глибоко, ефективно ущільнює добриво у борозні, ефективно загортає борозну і потребує малого тягового зусилля при високих робочих швидкостях. Відповідно до одного варіанту здійснення, пропонується сільськогосподарська машина, яка містить брус для навішування робочих органів і принаймні один вузол сошника/загортача, який переноситься брусом для навішування робочих органів і призначений для нарізання борозни у ґрунті. Кожен вузол сошника/загортача містить диск сошника, встановлений під кутом відносно напрямку роботи, який визначає профіль борозни. Диск сошника має вісь обертання, передню кромку й задню кромку, що знаходяться поруч з одним боком профілю борозни. Копіювальне колесо встановлене у цілому в лінію з диском сошника поруч із задньою кромкою диска сошника. Копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між передньою кромкою і задньою кромкою диска сошника. Перший загортач знаходиться на боці профілю борозни, протилежному копіювальному колесу. Перший загортач має передню кромку, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника. Другий загортач знаходиться на тому самому боці профілю борозни, що й копіювальне колесо. Фіг. 1 представляє собою вигляд збоку частини сільськогосподарської машини, яка містить один варіант здійснення пропонованого вузла тукового сошника/загортача. Фіг. 2 представляє собою вигляд зверху вузла тукового сошника/загортача, показаного на фіг. 1. Фіг. 3 представляє собою частковий вигляд збоку у розрізі вузла тукового сошника/загортача, показаного на фіг. 1 і 2. Фіг. 4 й 5 представляє собою вигляди збоку частини вузла тукового сошника/загортача, показаного на фіг. 1-3, які ілюструють копіювальне колесо у піднятому й опущеному положеннях. Фіг. 6 представляє собою загальний вигляд ззаду, який ілюструє тягу регулювання для копіювального колеса. Звернемося тепер до креслень і, зокрема, до фіг. 1-3, де показаний один варіант здійснення пропонованої сільськогосподарської машини у вигляді тукової сіялки 10. Сільськогосподарська машина 10 може мати й інше конструктивне виконання, скажімо, може бути у вигляді пневматичної сіялки разом із туковою сіялкою. Тукова сіялка 10 містить кілька вузлів 12 тукового сошника/загортача, причому кожен вузол 12 тукового сошника/загортача є практично ідентичним (хоча, залежно від вимог для конкретного застосування можуть передбачатися лівий і правий вузли сошника/загортача). Задля спрощення на фіг. 1-3 показаний лише один вузол тукового сошника/загортача. Кожен вузол 12 тукового сошника/загортача прикріплений до загального бруса 14 для навішування робочих органів, який у свою чергу прикріплений до тягової одиниці (не показаної), такої, як сільськогосподарський трактор. Брус 14 для навішування робочих органів 14 може оснащатися вузлами транспортувальних коліс тощо, які можуть бути звичайної конструкції і задля спрощення не показані. Вузол 12 тукового сошника/загортача нарізає борозну у ґрунті, в яку вносять один або кілька типів добрив (наприклад, сухі, рідкі й (або) газоподібні добрива NH3). Вузол 12 тукового сошника/загортача містить раму 18, яка несе диск 20 сошника, башмак/чистик 22, копіювальне колесо 24, перший загортач 26 і другий загортач 28. Рама 18 містить рамний елемент 30, циліндричною пружиною стиснення 32 зміщений у напрямку вниз. Швидкодіючий регулятор заглиблення 34 змінює вертикальне положення копіювального колеса 24 відносно диска 20 сошника, таким чином регулюючи глибину врізання диска 20 сошника у ґрунт. Диск 20 сошника нарізає борозну у ґрунті й визначає профіль борозни, нарізаної у ґрунті. Тобто, проеційована фронтальна площа частини диска 20 сошника нижче поверхні визначає профіль борозни. Диск 20 сошника обертається навколо вісі обертання 36 і містить передню кромку 38 і задню кромку 40 за напрямком роботи 42. Переважно, диск 20 сошника є у цілому плоским, але може мати й у цілому опуклу або ввігнуту форму відносно напрямку роботи 42 залежно від застосування. Диск 20 сошника орієнтований під вибраним кутом відносно напрямку роботи 42 (наприклад, під кутом 4 градуси). Башмак/чистик 22 розміщений позаду диска 20 сошника за напрямком роботи 42. Башмак/чистик 22 може лежати у межах профілю борозни так, щоб не розширювати борозну, утворену у ґрунті диском 20 сошника, або може бути злегка зміщеним з невеликим 1 розширенням борозни (наприклад, на 4 дюйма, залежно від застосування. Башмак/чистик 22 має контур, який майже точно відповідає борозного боку диска 20 сошника, щоб ефективно зіскрібати багнюку, ґрунт й інше сміття з борозного боку диска 20 сошника. 2 UA 99834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 До башмака/чистика 22 прикріплена трубка 44 для добрива NH3. Для деяких випадків застосування може передбачатися факультативна трубка 45 для рідких добрив, основна відміна між якими полягає у діаметрі трубки. Між трубкою 44 для добрива NH3 й трубкою 45 для рідних добрив розміщена вентиляційна трубка 47. Із вищенаведеного має бути зрозумілим, що число й (або) тип тукових трубок, прикріплених до башмака/чистика 22, може варіюватися. Крім того, трубка 44 для добрива NH3 може переноситися іншим вибраним компонентом тукового сошника/загортача 10, таким, рамний елемент 30 або 52. Копіювальне колесо 24 розташоване у лінію з диском 20 сошника поруч із задньою кромкою 40 диска 20 сошника (тобто, на не борозному боці диска 20 сошника). Копіювальне колесо 24 має вісь обертання 46 й містить передній край 48 і задній край 50 за напрямком роботи 42. Передній край 48 копіювального колеса 24 знаходиться між віссю обертання 36 й задньою кромкою 40 диска 20 сошника. Швидкодіючий регулятор заглиблення 34 шарнірно прикріплений до рами 18 й містить зовнішній кінець, який несе копіювальне колесо 24. Запирання регулятора заглиблення 34 у необхідному кутовому положенні при повороті встановлює вертикальне положення копіювального колеса 24 відносно диска 20 сошника, таким чином регулюючи глибину врізання диска 20 сошника у ґрунт. На фіг. 4 копіювальне колесо 24 показане у вертикальному верхньому положенні, а на фіг. 5-у вертикальному нижньому положенні. Рамний елемент 52 несе обидва загортачі - перший загортач 26 і другий загортач 28. Рамний елемент 52 містить кінець 54, який може переміщатися у напрямках вверх і вниз. До кінця 54 рамного елементарну точці повороту 58, утвореній пальцем шарніра, шарнірно прикріплений балансир 56. Балансир 56 має протилежні кінці 60 і 62, причому перший загортач 26 встановлений на кінці 60, а другий загортач 28 встановлений на кінці 62. Балансир 56 зміщений у напрямку вниз за допомогою пари пружин розтягнення 64, хоча можна використовувати й інший тип або іншу кількість пружин. Для встановлення тиску на загортачі 26 і 28 використовується регулятор натягнення 65. Перший загортач 26 знаходиться на боці профілю борозни, протилежному від копіювального колеса 24. Перший загортач 26 має вісь обертання 66 і містить передню кромку 68 і задню кромку 70 за напрямком роботи 42. Передня кромка 68 знаходиться між віссю обертання 36 і задньою кромкою 40 диска 20 сошника. Передня кромка 68 також знаходиться між віссю обертання 46 і задньою кромкою 50 копіювального колеса 24. Другий загортач 28 знаходиться на тому самому боці профілю борозни, що й копіювальне колесо 24. Другий загортач 28 має вісь обертання 72 і містить передню кромку 74 й задню кромку 76. У показаному варіанті здійснення передня кромка 74 другого загортача 28 розташована у цілому в лінію із задньою кромкою 70 першого загортача 26 за напрямком роботи 42. У показаному варіанті здійснення перший загортач 26 і другий загортач 28 кожен мають виступаючі радіально назовні виступи 78, які допомагають розбивати ґрунт поруч із борозною і загортати борозну. Виступи 78 утворені металевою пластиною, прикріпленою до борозного боку обох загортачів - першого загортача 26 і другого загортача 28. Можливі й інші типи виступів, такі, як цільні шипи тощо, на зовнішньому колі першого загортача 26 і другого загортача 28. Вузол 12 тукового сошника/загортача 12 забезпечує серед інших наступні переваги: 1) більший диск 20 сошника для більшої глибини; 2) переставлене копіювальне колесо 24 для відвернення відшарування бічної стінки борозни; 3) переставлений башмак/чистик 22 для випуску NH3 позаду диска 20 сошника, щоб запобігти замерзанню диска 20 сошника або замерзанню ґрунту на диску 20 сошника й (або) башмаку/чистику 22; 4) переставлений башмак/чистик 22 ближче до загортачів 26 і 28 для скорішого ущільнення й кращого утримування NH3; 5) нова система загортача, в якій використовуються два розміщених загортача 26 і 28. а) Перший загортач 26 функціонує для здійснення "швидкого" початкового загортання борозни й знаходиться на боці чистика диска 20 сошника. б) Другий загортач 28 не лише закінчує загортання борозни, а ще й зменшує руйнування структури ґрунту, залишене диском 20 сошника, й знаходиться на боці копіювального колеса диска 20 сошника, де знаходиться ущільнений ґрунт. Другий загортач 28 переносить ґрунт, зміщений диском 20 сошника, назад до центру борозни, що дає у результаті краще утримування NH3 й менше руйнування структури ґрунту. в) Система подвійних загортачів може містити незалежну або зв'язану підвіску й мати направлений униз тиск для кожного з загортачів 26 і 28. Відповідно до конструкторського рішення, вибраного у проілюстрованому варіанті здійснення, загортачі кріпляться до балансира, 3 UA 99834 C2 5 10 15 20 щоб забезпечити рівномірне зусилля й постійний контакт з ґрунтом. Цей варіант забезпечує альтернативу меншої вартості, менше потрібне місце, легше регулювання, ніж у разі незалежної системи, й утримує загортачі 26 і 28 у контакті з ґрунтом. г) У вузлі 12 тукового сошника/загортача використовуються більше направлене вниз зусилля загортача й легші загортачі, щоб знизити кількість руху в умовах зруйнованого ґрунту. Направлене вниз зусилля можна забезпечити за допомогою пружинного, пневматичного, гідравлічного та/або електричного пристрою. д) Виступи 78 загортачів розбивають бічну стінку борозни в умовах твердого ґрунту, щоб забезпечити надійне загортання борозни. Залежно від умов, виступи 78 можна передбачати на передньому або задньому загортачі 26 або 28 або на обох загортачах. 6) Краще утримування NH3 при менших глибинах внесення завдяки системі загортання, що у свою чергу дозволяє фермерам і підрядникам для внесення добрив експлуатувати техніку при вищій швидкості руху через нижче тягове зусилля, що дає у результаті підвищену продуктивність. При роботі глибина нарізання диска 20 сошника встановлюється вручну за допомогою регулятора заглиблення 34. На кінцях лану тукова сіялка 10 піднімається для розвороту й опускається для руху по лану. Коли тукова сіялка опущена, циліндрична пружина 32 зміщує диск 20 сошника у ґрунт. Диск 20 сошника нарізає у ґрунті борозну, яка має ширину, що відповідає проеційованій фронтальній ширині диска 20 сошника під кутом до напрямку роботи 42. Одна або більше тукових трубок 44 й 45 мають випускний кінець, розташований позаду башмака/чистика 22 в межах профілю борозни диска 20 сошника. Добриво вноситься у борозну, яка потім загортається першим загортачем 26 і другим загортачем 28. Вище описаний переважний варіант здійснення, але зрозуміло, що можливі інші варіанти у межах обсягу цього винаходу, визначеного доданою формулою винаходу. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Сільськогосподарська машина, яка містить: брус для навішування робочих органів; і принаймні один вузол сошника/загортача, який переноситься брусом для навішування робочих органів і призначений для нарізання борозни у ґрунті, причому кожен вузол сошника/загортача містить: диск сошника, встановлений під кутом відносно напрямку роботи, який визначає профіль борозни, причому диск сошника має вісь обертання, передню кромку й задню кромку, що знаходяться поруч з одним боком профілю борозни; копіювальне колесо, встановлене у цілому в лінію із диском сошника поруч із задньою кромкою диска сошника, причому копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між передньою кромкою і задньою кромкою диска сошника; перший загортач, який знаходиться на боці профілю борозни, протилежному копіювальному колесу, причому перший загортач має передню кромку, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника; другий загортач, який знаходиться на тому самому боці профілю борозни, що й копіювальне колесо; балансир, який має протилежні кінці й точку повороту між кінцями, причому перший загортач встановлений на одному із кінців, а другий загортач встановлений на другому із кінців; та рамний елемент, який має кінець, що може переміщатися вверх і вниз, причому балансир шарнірно прикріплений до кінця рамного елемента у точці повороту. 2. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що балансир зміщений у напрямку вниз за допомогою принаймні одного з пружинного, пневматичного, гідравлічного й електричного пристроїв. 3. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що принаймні один із першого загортача й другого загортача містить виступаючі радіально назовні виступи. 4. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що копіювальне колесо має передній край, а перший загортач має передню кромку, яка знаходиться позаду переднього краю копіювального колеса за напрямком роботи. 5. Сільськогосподарська машина за п. 4, яка відрізняється тим, що копіювальне колесо має вісь обертання, а перший загортач має передню кромку, яка знаходиться між віссю обертання й переднім краєм копіювального колеса. 4 UA 99834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 6. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що перший загортач має задню кромку, а передня кромка другого загортача розташована у цілому в лінію із задньою кромкою першого загортача за напрямком роботи. 7. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що містить башмак/чистик, розміщений позаду диска сошника за напрямком роботи. 8. Сільськогосподарська машина за п. 1, яка відрізняється тим, що копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника. 9. Вузол сошника/загортача для нарізання борозни у ґрунті, який містить: диск сошника, встановлений під кутом відносно напрямку роботи, який визначає профіль борозни, причому диск сошника має вісь обертання, передню кромку й задню кромку, що знаходяться поруч з одним боком профілю борозни; копіювальне колесо, встановлене у цілому в лінію із диском сошника поруч із задньою кромкою диска сошника, причому копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між передньою кромкою і задньою кромкою диска сошника; перший загортач, який знаходиться на боці профілю борозни, протилежному копіювальному колесу, причому перший загортач має передню кромку, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника; другий загортач, який знаходиться на тому самому боці профілю борозни, що й копіювальне колесо; балансир, який має протилежні кінці й точку обертання між кінцями, причому перший загортач встановлений на одному із кінців, а другий загортач на другому із кінців; та рамний елемент, який має кінець, що може переміщатися вверх і вниз, причому балансир шарнірно прикріплений до кінця рамного елемента у точці повороту. 10. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що балансир зміщений у напрямку вниз за допомогою принаймні одного з пружинного, пневматичного, гідравлічного й електричного пристроїв. 11. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що принаймні один із першого загортача й другого загортача містить виступаючі радіально назовні виступи. 12. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що копіювальне колесо має передній край, а перший загортач має передню кромку, яка знаходиться позаду переднього краю копіювального колеса за напрямком роботи. 13. Вузол сошника/загортача за п. 12, який відрізняється тим, що копіювальне колесо має вісь обертання, а перший загортач має передню кромку, яка знаходиться між віссю обертання й переднім краєм копіювального колеса. 14. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що перший загортач має задню кромку, а другий загортач має передню кромку, розташовану у цілому в лінію із задньою кромкою першого загортача за напрямком роботи. 15. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що містить башмак/чистик, розміщений позаду диска сошника за напрямком роботи. 16. Вузол сошника/загортача за п. 9, який відрізняється тим, що копіювальне колесо має передній край, що знаходиться між віссю обертання й задньою кромкою диска сошника. 5 UA 99834 C2 6 UA 99834 C2 7 UA 99834 C2 8 UA 99834 C2 Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9