Пристрій для зрівноважування причіпної машини

Пристрій для зрівноважування причіпної машини, що складається із енергетичного засобу з причіпною скобою і асиметричної причіпної машини зі сницею, що з'єднує енергетичний засіб з машиною, який відрізняється тим, що між енергетичним засобом і причіпною асиметричною машиною в площині причіпної скоби енергетичного за собу як рами і сниці машини встановлений спеціальний механізм ланцюгового типу з великим передаточним відношенням, в якому сниця причіпної машини, до якої прикладені великі сили від опору руху і технологічного опору машини, що не співпадають з центральною повздовжньою віссю агрегата, є веденою ланкою механізму, а ведуча ланка механізму з малою силою у зв'язку зі зміною за рахунок передаточного відношення, є важелем, який жорстко скріплено з заглибленою при русі у ґрунт вертикальною лапою-долотом культиваторного типу. Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського машинобудування, але може бути використана і в інших галузях, де застововуються причіпні машини. Відомі причіпні пристрої для асиметричних сільськогосподарських машин, у яких зрівноважування відносно точки причіплювання відбувається за допомогою спеціального пружинного компенсатора між корпусом енергетичного засобу чи проміжною ланкою і рамою причіпної машини. При цьому рух причіпної машини стабілізується, відведення її в бік припиняється. Проте, відомо із положень теоретичної механіки, що зовнішні сили, що діють на машину з боку сили опору на пересування її польового колеса, яке винесене в поле на всю ширину машини вправо, з боку технологічного опору при зрізуванні, наприклад, стебла пшениці, не можуть бути зрівноважені внутрішніми силами взаємодії окремих частин агрегата, тобто силами пружних елементів між трактором і машиною. Тому постійно діючий відхиляючий момент від зовнішніх сил, який виникає на причіпній машині внаслідок асиметрії конфігурації і вказаних вище навантажень відносно центральної повздовжньої осі трактора або точки причіплювання машини, ніяк не зрівноважується , а передається на корпус енергетичного засобу, дестабілізуючи рух агрегата в цілому. Порушується прямолінійність руху агрегата, змінюється напрям руху, погіршується керованість, задній міст трактора відводиться у бік виносу причіпної машини. Для вирівнювання напряму руху агрегата напрямні передні колеса водій вимушений повертати в сторону машини, створюючи бокові реакції грунту. Агрегат вирівнюється, але знову починають діяти ті ж самі фактори і процес вимушений періодично повторюватись. Водій постійно корегує рух, що ускладнює умови роботи, призводить до зниження продуктивності праці і якості сільськосподарських робіт. Найбільш близьким до пристрою для зрівноважування причіпної машини є пристрій, суть якого уявляє [а.с. СРСР № 1773332, А 01 D 75/28, опубл. Бюл. № 4, 1992 р. - найближчий аналог], що включає енергетичний засіб, збиральну машину, наприклад, причіний бурякозбиральний комбайн і причіпний візок для вивантажування коренеплодів. Причіпний візок з поступово накопичуваними в ньому коренеплодами і зрівноважує агрегат. Візок своєю сницею причіплюється до траверси, по якій точка причіплювання переміщується по мірі накопичення коренеплодів таким чином, щоб зберігати момент від опору візка сталим і таким, щоб він дорівнював відхиляючому моменту від сил опору машини. Недоліком цього пристрою є те, що він стосується тільки вузької групи збиральних машин і то тільки тих, у яких за технологічним процесом використовуються причіпні візки. Крім того, у даному пристрої прийнято статичне зрівноважування, в О) 11414 той же час в процесі работи відбуваються значні динамічні коливання діючих сил, система відслідковування не встигає своєчасно реагувати на швидкозмінні процеси і запізнюється з реакцією. Внаслідок цього ще більше зростають динамічні навантаження на ланки системи, а окремі амплітудні значення можуть досягати небезпечних для міцності величин, приводити до міцнісної втоми матеріалів ланок пристрою. Корисною моделлю поставлено завдання знизити за рахунок зрівноважування сили опору руху, а отже і енергоємність технологічного процесу, підвищити якість останього і покращити умови роботи персоналу. Поставлене корисною моделлю завдання досягається тим, що між енергетичним засобом і причіпною асиметричною машиною у площині причіпної скоби енергетичного засобу як рами і сниці машини встановлений спеціальний ланцюговий механізм, в якому сниця причіпної машини, до якої прикладені великі сили від опору руху і технологічного опору машини, що не співпадають з центральною повздовжною віссю агрегата, є веденою ланкою механізму, а ведуча ланка механізму з малою силою, у зв'язку зі зміною за рахунок передаточного відношення механізму, є важелем, який жорстко скріплено з заглибленою при русі у грунт вертикальною лапою - долотом культиватерного типу. Пристрій для зрівноважування причіпної машини з асиметричним розміщенням мас (на прикладі жниварки) зображений на фіг. 1 - загальний вигляд зверху. На фіг. 2 подано розріз 1-І на фіг. 1. Пристрій для зрівноважування причіпної машини складається із рами 1, якою є причіпна скоба енергетичного засобу, в подальшому трактора, і змонтованого на ній спеціального передаточного механізму. Механізм включає сектор зубчастої або цівочної рейки 2, в зачепленні з якою знаходиться шестерня 3, що встановлена на осі 4 і має з зірочкою 5 одне суцільне тіло, тобто на осі 4 вільно обертається блок 3-5. Вісь 4 жорстко закріплена на важелі 6 з неможливістю руху відносно нього, в той же час вісь 4 повертається разом з важелем відносно центральної осі 7, яка також закріплена на рамі 1. На центрльній осі 7 встановлені, крім важеля, ще і зірочка 8, яка жорстко скріплена з ланкою механізму - стержнем 9. На центральній осі 7, крім вказаних деталей, розміщеб б і повертається разом з ним під час повороту агрегата. Зірочки 5 і 8 є ланками ланцюгової передачі з ланцюгом 11. До стержня 9 жорстко прикріплена долотоподібна лапа 12 культиваторного типу. На фіг. 1 цілком умовно і безмасштабно показана асиметрична причіпна машина 13 (жниварка). Пристрій для зрівноважування причіпної машини працює таким чином. В процесі роботи причіпної машини при виконані технологічних операцій і русі по полю опору, які віддалені від центральної повздовжної осі енергетичного засобу і створюють відносно точки причепу сниці машини момент, який назвемо відхиляючим. Серед сил, що прикладені до машини, це, перш за все, сили опору коченню опорних коліс. Але ліве колесо близько розміщено до центральної осі, тому його вплив на дестабілізацію руху машини мінімальний (див.фіг. 1). Праве польове колесо далеко розташоване від центральної осі, плече його сили відносно точки причепу дорівнює майже всій ширині машини, тому добуток сили на плече, або момент сили опору коченню має визначальне значення. Крім цього існує рівномірно розподілене навантаження по всій ширині робочої частини жниварки або іншої машини від опору зрізанню, наприклад, стебла пшениці. Згідно положень механіки це навантаження можна замінити зосередженою силою, прикладеною посередині. Хоча її плече вдвічі менше, але ця сила також приймає участь у формуванні відхиляючого моменту. Підсумковий відхиляючий момент передається на сницю 10, він намагається повернути машину 13 за ходом годинникової стрілки. Ліве колесо машини намагається чинити опір цьому повороту, риє борозну, щоб створити силу реакції, але без успіху, хоча на цю борозну витрачається багато корисної енергії. Задача полягає у тому, щоб зрівноважити відхиляючий момент на ланці 10, яка жорстко скріплена з важелем 6 ланцюгового механізму. Для можливості зрівноважування великої сили на важелі 6 малою силою на важелі (стержні) 9 призначений механізм двоступеневий з парами передач 2-3 і 5-8. Пара 2-3 має цівкове або зубчасте зачеплення і для роботи передачі достатньо мати невеликий цівковий сектор. Далі йде трансформація сили через ланцюгову передачу з зірочками 5-8. Остання зірочка 8 передає зусилля жорстко зв'язаному з нею важелю 9, на якому закріплена лапа - долото 12. Оскільки механізм повинен мати велике передаточне відношення, а в даному випадку так і є, тому що радіус сектора рейки 2 має велике значення, то зусилля на важелі 9 дуже мале і його легко зрівноважити незначною силою, яку створює сила опору, що виникає при русі навіть вузької лапи 12, заглибленої у грунт. Розглянемо більш детально оригінальний механізм, який застосований у корисній моделі. Його можна віднести до епіциклічних механізмів, точніше до планетарних, тому що одна із ланок цього механізму, зубчаста рейка 2 є нерухомою відносно рами 1. Водилом планетарного механізму є важіль 6, який жорстко скріплений зі сницею 10. Якщо підрахувати передаточне відношення застосованого механізму за формулою Вілліса при співвідношенні кількості зубців першої пари 2-3, як один до двадцяти, другої пари 5-8, як один до 7-8, то маємо передаточне відношення біля 150 з від'ємним знаком, тому що перша пара має внутрішнє зачеплення, а друга - ланцюгову передачу, які не змінюють напрямку обертання наобернений. Проте, від'ємний знак передаточного механізму інформує, що водило 6 і скріплена з ним сниця 10 може повертатись в одному напрямку, а зірочка 8 і скріплений з нею важіль 9-у протилежному напрямку. Тобто, за умовами роботи і викладеними вище причинами причіпну машину можна зрівноважити, прикладаючи до важіля 9 силу, яка в 150 разів буде меншою. Відомо, що для більшості причіпних сільськогосподарських машин відхиляючий момент складає 2...4 кНм. Тоді сила, що повинна бути прикладена до важеля, якщо довжина його дорівнює, наприклад, одному метру, буде складати 15...30 Н або в інших одиницях виміру - 1,5... З кГс. Таку силу дійсно може забезпечити лапа - долото 12 культиваторного типу Застосування даного пристрою для зрівноважування причіпної машини дозволить зни 11414 зити опір руху агрегата на 10 ...15%, а отже і енергоємність технологічного процесу, підвищити якість процесу і покращити умови роботи персоналу. 10 Фіг. 2 Фіг. 1 Комп'ютерна верстка М Клюкін Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601