Коток-подрібнювач зубчастий гідрофікований

Корисна модель відноситься до сільськогосподарського машинобудування, зокрема, до сільськогосподарських знарядь, а саме - до котків, які використовуються для вирівнювання поля, подрібнення грудок і прикочування грунту до і після посіву сільськогосподарських культур, а також для ущільнення грунту і збереження в ньому вологи. Відомий коток, що складається з трьох робочих ланок з робочими органами, причепа, гідроциліндра з гідротрасою, в якому шарнірно приєднана до причепу 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. патент України №15325 з класу А01В29/06 опублікований 30.06.1997р. у Бюл. №3]. Основним недоліком відомого котка є обмеженість ширини обробки смуги гр унту за один прохід транспортного засобу, що обумовлено невдосконаленістю конструкції котка. Цей недолік пояснюється наступним. У цій конструкції котка його крайні ланки являються консолями, які утримуються у робочому стані 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, враховуючи опір, який виникає у крайніх ланках при обробці грунту, навантаження на згадані шарніри ще більше зростає та викликає появу в них значного згинаючого моменту та зворотного моменту у крайніх ланках. Оскільки зворотний момент у крайніх ланках та згинаючий момент у шарнірах зростає швидше, ніж довжина крайніх ланок, такі котки недоцільно робити широкими. Найбільш близьким за своєю сутністю та ефекту, що досягається, та який приймається за прототип, являється коток-подрібнювач зубчастий гідрофікований, який містить причіп, до якого шарнірно приєднана середня робоча балка з опорно-ходовими колесами і робочими органами, а також до середньої робочої балки шарнірно приєднані дві крайні робочі балки з робочими органами, які зв'язані з причепом тяглами, та які розгортаються у робочий стан за допомогою гідроцилідру однобічної дії. Робочі органи, безпосередньо, циліндричні котки, жорстко пов'язані з робочими балками [див. патент Фінляндії №86947 з класу А01В29/00, 20/06 опублікований у 1990 році]. Основним агротехнічним недоліком відомої конструкції котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого є те, що він через міру ущільнює грунт, що погіршує умови аерації та зволоження кореневих систем рослин, що вирощуються. Російський вчений Овсінський ще понад 100 років назад показав, що грунт має тр убчасту структур у з вертикальними каналами, через які у нижні шари грунту, до кореневих систем, потрапляє повітря та волога. Порушуючи цю структур у котками, суттєво погіршуються умови зростання рослин. Але орання вимушує використовува ти котки щоб зберегти залишки вологи у грунті і зменшити вітрову ерозію грунту. Але при цьому треба якнайменше стискувати грунт. Це можливо тільки у тому випадку, якщо котки будуть мати невелику вагу. Але відомий коток такими властивостями не володіє. Це відбувається тому, що робочі балки жорстко пов'язані з робочими органами. Отже, вага робочих балок та гідросистеми з гідроциліндром передається безпосередньо на робочі органи, а через те вся металева конструкція котка ущільнює грун т до неприпустимого ступеню. Щоб зменшити навантаження на грунт, можна зменшувати діаметр робочих органів. Але у цьому випадку виникає технічне протиріччя: робочі органи малого діаметру занурюються в грунт, а щоб цього запобігти треба збільшувати діаметр, але ж це викликає збільшення ваги робочого органу по кубічному закону. Але, як кажуть, обираючи з двох лих найменше, все ж таки збільшують діаметр робочих органів, що приводить до непомірного зростання ваги котка і є його другим недоліком, але вже технічним, який викликає підвищену витрату палива під час експлуатації та транспортування котка відомої конструкції. Ще одним конструктивним недоліком відомого котка є те, що у транспортному стані його середня робоча балка залишається поперечною напрямку руху транспортного засобу. Тому таку конструкцію відомого котка можна визнати складною лише умовно, оскільки під час його транспортування, він все однак займає майже всю дорогу за шириною, що утворює певні незручності водіям інших транспортних засобів на шляху. До того ж, наявність зворотних крайніх робочих балок занадто ускладнюють конструкцію відомого коткаподрібнювача зубчастого гідрофікованого, при цьому задача суттєвого зменшення ширини котка для транспортування по шляхах, із-за центральної робочою балки, яка все одно розташована перпендикулярно напрямку р уху, так і залишається вирішеною лише частково, що ще одним його суттєвим недоліком. Таким чином, не вдосконалення конструкції відомого котка, а саме: жорсткість з'єднання робочих органів з робочими балками робить його дуже важким, розташування робочої балки у поперечному напрямі робить його незручним при транспортуванні, а наявність консольних зворотних робочих балок ускладнює його конструкцію. В основу корисної моделі поставлена задача покращення агротехнічних властивостей котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого та підвищення зручності транспортування з одночасним спрощенням конструкції за рахунок перерозподілу ваги котка у просторі та вилучення крайніх робочих балок шляхом принципової зміни схеми переводу робочих органів з одного стану у другий, розташування всіх робочих органів котка на середній балці та зміни схеми їх кріплення до неї. Рішення поставленої задачі досягається тим, що коток-подрібнювач зубчастий гідрофікований, який містить причіп, до якого шарнірно приєднана робоча балка з опорно-ходовими колесами і робочими органами, а також гідроциліндр однобічної дії, пов'язаний з гідросистемою транспортного засобу, згідно з пропозицією, на одному кінці робочої балки розташована торцева зчіпка для приєднання до неї транспортного засобу для транспортування котка, а біля протилежного кінця робочої балки встановлені транспортні колеса, які прикріплені до зворотної П-подібної рамки, що зв'язана з гідроциліндром, а також рамки робочих органів прикріплені з одного боку до робочої балки за допомогою гнучких елементів, наприклад, ланцюгів, а з протилежного боку оснащені вушками для приєднання до них також гнучких додаткових елементів, що кріпляться до робочої балки і оснащені натяжними механізмами будь-якої відомої конструкції для утримання їх над шляховим покриттям на деякій відстані під час транспортування котка, крім того, робоча балка, при значній її довжині може бути посилена ребрами жорсткості або наділена додатковою поздовжньою фермою жорсткості. Таким чином, робоча балка має два вузла кріплення котка до транспортного засобу. При прикріпленні котка за причеп, робоча балка опиняється розгорнутою поперечно до напрямку руху транспортного засобу. При такому варіанті кріплення, коток має максимальну ширину, тобто знаходиться у робочому стані. При прикріпленні котка за торцеву зчіпку, робоча балка опиняється розгорнутою паралельно до напрямку руху транспортного засобу. При такому варіанті кріплення, коток має мінімальну ширину, тобто знаходиться у транспортному стані. При цьому для переводу котка з одного стану у другий ніяка гідросистема транспортного засобу не потрібна. Оскільки робоча балка при транспортуванні котка опиняється розгорнутою у напрямок руху, появляється технічна можливість збільшити її довжину до будь-яких розмірів (у розумових межах), що, у свою чергу, дозволяє відмовитися від крайніх балок, і саме так ще спростити конструкцію котка. Використання гнучких елементів для кріплення робочих органів до робочої балки дозволяє рознести у просторі масу котка. При такому варіанті кріплення вага робочої балки вже не передається на робочі органи. Тому їх діаметр і власна вага можуть бути зведені до мінімуму, що знижує навантаження котка на ґрунт. Наявність додаткових гн учких елементів дозволяє фіксувати робочі органи у транспортному стані, розташовуючи їх у підвішеному положенні під балкою при опусканні транспортних коліс. Це дозволяє не тільки ще в більшій мірі «звузити» розміри котка у транспортному стані, але й збільшити швидкість його транспортування, оскільки робочі органи не торкаються шляхового покриття, та запобігти руйнування останнього робочими органами котка. Сутність корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: Фіг.1 - конструкція запропонованого котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого у робочому стані, вигляд зверху. Товстою стрілкою тут і далі показаний напрям рушення транспортного засобу з котком; Фіг.2 - переріз по А-А Фіг.1, робочі органи у робочому стані; Фіг.3 - те ж саме, у транспортному стані; Фіг.4 - конструкція запропонованого котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого у транспортному стані, вигляд з торця; Фіг.5 - те ж саме, вигляд збоку; Фіг.6 - конструкція робочої балки з ребрами жорсткості у середині; Фіг.7 - робоча балка з додатковою фермою жорсткості. Запропонований коток-подрібнювач зубчастий гідрофікований містить причіп 1, до якого шарнірно приєднана робоча балка 2, на краях якої на вертикальних стойках 3 встановлені опорно-ходові колеса 4. До робочої балки 2, за допомогою гнучких елементів 5, наприклад, ланцюгів, прикріплені рамки 6, які утримують робочі органи, у якості яких використовуються котки 7 зубчастої конструкції, що дозволяє не тільки ущільнювати грунт але і його подрібнювати. На одному кінці робочої балки 2 розташована торцева зчіпка 8 для приєднання до неї транспортного засобу (не показаний) для транспортування котка у транспортному стані. Біля протилежного кінця робочої балки 2 встановлені транспортні колеса 9, які прикріплені до зворотної Пподібної рамки 10, що зв'язана з гідроциліндром 11. П-подібна рамка 10 прикріплена до робочої балки за допомогою зворотного шарніру 12. На причепі 1 та на робочій балці 2 встановлені опорні елементи 13 будь-якої відомої конструкції, наприклад, висувни х стрижнів, призначення яких буде показане при подальшому описі. На рамках 6, з протилежного боку, розташовані вушка 14 для приєднання до них також гнучких додаткових елементів 15, що кріпляться до робочої балки 2 і оснащені натяжними механізмами 16 будь-якої відомої конструкції, наприклад, толберами (натяжними гвинтами з правою та лівою різьбою) для утримання рамок 6 над шляховим покриттям під час транспортування котка. Робоча балка 2, при значній її довжині, може бути посилена ребрами жорсткості 17 або наділена додатковою фермою жорсткості 18. Подальша сутність корисної моделі пояснюється спільно з принципом роботи запропонованого коткаподрібнювача зубчастого гідрофікованого. Для виконання польових робіт запропонований коток-подрібнювач зубчастий гідрофікований прикріплюють до транспортного засобу за допомогою причепа 1. При цьому робоча балка 2 опиняється розгорнутою перпендикулярно до напрямку руху транспортного засобу. При такому положенні робочої балки 2 котокподрібнювач зубчастий гідрофікований має максимальну ширину. Саме цей його стан і є робочий, в якому, при рушенні транспортного засобу по полю здійснюється технологічний процес обробітку ґрунту. Переведення запропонованого котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого із робочого стану у транспортний здійснюється наступним чином. Транспортний засіб спочатку починає рушення заднім ходом. При цьому робоча балка 2 пересувається в бік робочих органів, тобто до котків 7 з рамками 6. Таке пересування робочої балки продовжується до ти х пір, поки гнучкі елементи 5 не опиняться у нагнутому стані. Далі транспортний засіб зупиняється, до вушок 14 причіпляють гнучкі додаткові елементи 15, що кріпляться до робочої балки 2 і, за допомогою натяжних механізмів 16, натягують додаткові гнучкі елементи 15. Це дозволяє надійно зафіксувати робочі органи котка під робочою балкою 2. Транспортний засіб і причіп 1 роз'єднують. При цьому, щоб робоча балка 2 не похилилася на грунт, її підтримують за допомогою додаткових опорних елементів 13. Додаткові опорні елементи 13, за суттю, є додатковими точками опори, що не дозволяють конструкції котка самовільно змінити проміжне положення робочої балки 2 під час переводу котка з одного стану у інший. Конструктивно додаткові опорні елементи 13 можуть бути виконаними у вигляді звичайних стрижнів трубчатої або суцільної конструкції. Далі транспортний засіб переїжджає до того торця робочої балки 2, на якому розташована торцева зчіпка 8. Транспортний засіб і торцеву зчіпку 8 з'єднують. Потім вмикають гідроціліндр 11. При цьому шток починає втягуватися у корпус гідроціліндра 11 та повертати П-подібну рамку 10 у вертикальне положення і ходові колеса 9, спираючись на грунт, підіймають робочу балку 2 догори над поверхнею грун ту. Оскільки з останньою зв'язані робочі органи за допомогою гнучких елементів 5, вони також підіймаються над шляховим покриттям. Далі причіп 1 розташовують поздовж робочої балки 2. При цьому робоча балка 2 опиняється розгорнутою паралельно до напрямку руху транспортного засобу. При такому положенні робочої балки 2 коток подрібнювач зубчастий гідрофікований має мінімальну транспортну ширину, а робочі органи не торкаються шляхового покриття. Суттєва відмінність запропонованого котка-подрібнювача зубчастого гідрофікованого, у порівнянні з прототипом, полягає в тому, що на одному кінці робочої балки 2 розташована торцева зчіпка 8 для приєднання до неї транспортного засобу під час транспортування котка, а робочі органи приєднані до робочої балці 2 за допомогою гнучких елементів 5 та оснащені додатковими гнучкими елементами 15 їх кріплення до робочої балки 2. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють змінювати один стан котка на другий за допомогою самого транспортного засобу 10, тобто без використання додаткових гідравлічних систем, що не тільки спрощує конструкцію котка, але й ніяким чином не обмежує довжину робочої балки 2, а також рознести вагу котка у просторі та частково вилучити її вплив на грунт, який оброблюється, що зменшує навантаження на грунт та ніяким чином не погіршує умови зростання рослин. Жодний з відомих котків не може володіти зазначеними властивостями, оскільки мають лише один вузол кріплення їх до транспортного засобу, а тому обов'язково повинні бути складаними та мати додаткові засоби для переведення їх з одного стану у другий. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - спрощення конструкції за рахунок вилучення з неї та крайніх балок; - збільшення ширини захвату смуги обробки ґрунту за рахунок відсутності обмежень для довжини робочої балки; - спрощення переводу котка з одного стану у др угий за рахунок наявності зчіпки на робочої балці; - зниження локального навантаження на грунт за рахунок використання гнучкого зв'язку між робочою балкою та робочими органами; - підвищення швидкості транспортування та запобігання руйнування шляхового покриття за рахунок наявності додаткового гнучкого зв'язку з натягу вальним механізмом робочих органів до робочої балки. Соціальний ефект від використання корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок підвищення агротехнічних властивостей запропонованого котка, що покращує умови зростання сільськогосподарських культур, внаслідок чого збільшується врожайність. Економічний ефект від впровадження корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження вартості котка та за рахунок зменшення витрати палива в наслідок зменшення ваги та відсутності витрат палива для транспортування.