Пневмомеханічний подрібнювач рослинних стебел на поверхні поля

Реферат: Пневмомеханічний подрібнювач рослинних стебел на поверхні поля містить раму, зв'язані з нею механізм приводу, опорні колеса і робочий орган. Привод виконаний у вигляді двох компресорів, кожний з них включає кривошипно-шатунний механізм, кривошип якого через зубчасту передачу з'єднаний з ведучим валом, а через шатун - з поршнем, розміщеним в циліндрі компресора, зв'язаного з додатковим робочим циліндром з установленим в ньому падаючим бойком, з'єднаним через шток з робочим органом у вигляді ножа. При цьому між циліндром компресора і робочим циліндром установлений нерухомий фланець з постійним дроселем, а в робочому циліндрі - два, зв'язаних між собою системою важелів і тяг, рухомих поршні, перший з них тягами з'єднаний із середніми точками двох важелів, одні кінці яких шарнірно зв'язані з робочим циліндром, а протилежні кінці через тягу - з другим поршнем. При цьому камера компресора сполучена з камерою, додатково установленими, між першим рухомим поршнем і бойком з ножем робочого органу, пневмолініями безпосередньо, з камерою UA 122088 U (12) UA 122088 U між першим поршнем і нерухомим фланцем - через постійний дросель, а камера, утворена додатковим циліндром, другим поршнем і суцільним фланцем, через осьові отвори радіальних стержнів і отвори робочого циліндра в місцях їх стикування, сполучена з атмосферою. UA 122088 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського машинобудування і, зокрема, до знарядь суцільного подрібнення стебел та інших рослинних решток, залишених після збирання урожаю і підготовки поля для подальшого виконання сільськогосподарських робіт. Відомі близькі за призначенням і реалізацією подрібнювачі рослинних стебел з пасивними і активними робочими органами, до перших з яких належать серійні дискові борони і лущильники (див. кн. Гапоненко B.C., Войтюк Д.Г. Сільськогосподарські машини. - 5-е вид., доп., перероб. К.: Урожай, 1988. - С. 309-310). Однак, до їх недоліків слід віднести значні ущільнення ґрунту, а також недостатньо якісне подрібнення рослинних стебел, оскільки розміри подрібнених ними решток можуть сягати до 20…30 см, що обумовлює певні труднощі при виконанні необхідних підготовчих під посів технологічних операцій і здійснення посіву. Подрібнювач рослинних стебел з активними робочими органами містить раму з закріпленими на ній валами з роторами, механізм приводу та опорні колеса, причому вали роторів розташовані по напрямній руху подрібнюючого агрегату і нахилені своїми передніми кінцями під гострим кутом до поверхні поля, із жорстко закріпленими на передніх кінцях дисковими ножами, а ротори жорстко закріплені на задніх кінцях валів (див. патент України № 55751 А). Недоліком подрібнювача рослинних стебел з активними роторними робочими органами є неможливість подрібнювати стебла, що знаходяться поза полем дії ножів роторів, а також безпосередньо лежать на поверхні ґрунту. Крім цього, розміщення роторів на похилих осях викликають необхідність використання механізмів приводу складної конструкції і значних затрат енергії на їх привод. Таким чином, відомий з активними робочими органами подрібнювач має складний механізм приводу роторів і значні затрати енергії на їх привод, а також низьку ефективність використання, спричинену неможливістю подрібнення рослинних стебел поза полем дії ножів роторів і тих, що знаходяться на поверхні і безпосередньо в ґрунті. У зв'язку з цим в основу корисної моделі поставлено задачу спростити конструкцію і зменшити затрати енергії на привод робочого органа подрібнювача, а також підвищити його ефективність за рахунок можливого подрібнення всіх рослинних решток, що знаходяться на поверхні і безпосередньо в ґрунті. Це вирішується шляхом удосконалення подрібнювача рослинних стебел і решток, суттєві ознаки якого полягають в тому, що розміщені вони на поверхні ґрунту під будь-яким кутом до напрямку руху, спочатку спрямляються паралельно руху агрегата, далі разом з вертикально розміщеними стеблами притискаються до ґрунту першим котком, а після наїзду на них другого котка одночасно ними фіксуються і подрібнюються робочим органом у вигляді ножа. Поставлена задача вирішується, тим що в пневмомеханічному подрібнювачі рослинних стебел на поверхні поля, що містить раму, зв'язані з нею механізм приводу, опорні колеса і робочий орган, згідно з корисною моделлю, привод робочого органу виконано у вигляді двох компресорів, кожний з яких включає кривошипно-шатунний механізм, кривошип якого через зубчасту передачу з'єднаний з ведучим валом, а через шатун - з поршнем, розміщеним в циліндрі компресора, який зв'язаний з додатковим робочим циліндром з установленим в ньому падаючим бойком, який через шток з'єднаний з робочим органом у вигляді ножа, між циліндром компресора і робочим циліндром установлений нерухомий фланець з постійним дроселем, а в робочому циліндрі - два, зв'язаних між собою системою важелів і тяг, рухомих поршні, перший з них тягами з'єднаний із середніми точками двох важелів, одні кінці яких шарнірно зв'язані з робочим циліндром, а протилежні кінці через тягу - з другим поршнем. Причому перший поршень переміщується в робочому циліндрі, а другий поршень - в додатковому циліндрі, зв'язаному одним торцем із суцільним фланцем, з'єднаним принаймні двома радіальними з осьовими отворами стержнями, приєднаними торцями до робочого циліндра з отворами в місцях їх стикування. Камера циліндра компресора сполучена з камерою робочого циліндра додатково установленими, між першим рухомим поршнем і бойком з ножем робочого органу, пневмолініями безпосередньо, з камерою між першим рухомим поршнем і нерухомим фланцем - через постійний дросель, а камера, утворена додатковим циліндром, другим рухомим поршнем і суцільним фланцем, через осьові отвори радіальних стержнів і отвори робочого циліндра в місцях їх стикування, сполучена з атмосферою. Згідно з корисною моделлю, на рамі додатково установлені підпружинені, після робочого органа, другий коток-фіксатор, перед робочим органом, перший коток-фіксатор, а перед ним зв'язані з рамою - вертикальні штирі поздовжнього спрямування, вздовж руху агрегату, рослинних решток, що знаходяться на поверхні поля. Завдяки поздовжній орієнтації розміщених на поверхні ґрунту стебел, а також можливому нахилу першим котком вертикальних з одночасним фіксуванням ним і другим котком їх на 1 UA 122088 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поверхні ґрунту забезпечиться подрібнення практично всіх вертикальних, а також розміщених на поверхні і безпосередньо в ґрунті рослинних решток. На представленому кресленні схематично показано: на фіг. 1 - вигляд збоку пневмомеханічного подрібнювача рослинних стебел на поверхні поля; на фіг. 2 - вигляд зверху; а на фіг. 3 - загальний вигляд в розрізі пневмомеханічного привода. Пневмомеханічний подрібнювач рослинних стебел на поверхні поля містить раму 1 (фіг. 1), установлену на опорні колеса 2, до якої на стояках 3, 4 приєднані перший 5 і другий 6 коткифіксатори положення стебел, притиснених до ґрунту. Усередині стояків розміщені, зв'язані з осями 7, 8 котків, штоки 9, 10 і пружини 11, 12, одні торці яких взаємодіють із стояками, а протилежні - з регулювальними гайками 13, 14. Між першим 5 і другим 6 котками-фіксаторами в напрямній 15, з'єднаній з рамою 1 установлений горизонтальний з гострим лезом, ніж 16 зі штоком 17, верхні кінці яких через бойки 18 зв'язані з двома пневмомеханічними приводами 19, 20 (фіг. 2), закріпленими на рамі 1, спільний вал 21 яких через зубчасту передачу 22 приводиться в дію від вала 23 передньої підвіски агрегату. Попереду першого котка 5 розміщені, зв'язані з рамою 1 верхніми кінцями, вертикальні штирі 24 спрямування вздовж напрямку руху агрегату рослинних стебел, хаотично розміщених на поверхні поля. Кожний з пневмомеханічних приводів містить кривошипно-шатунний механізм 25 (фіг. 3) з поршнем 26, розміщеним в циліндрі 27 компресора, який приєднаний до робочого циліндра 28. В останньому установлені нерухомий фланець 29 з постійним перепускним дроселем 30, перший рухомий поршень 31, зв'язаний тягами 32, 33 із середніми точками важелів 34, 35, одні кінці яких шарнірно з'єднані із робочим циліндром 28, а протилежні кінці - із центральною тягою 36, зв'язаною з другим рухомим поршнем 37, який переміщується в додатковому циліндрі 38. Циліндр 38 нижнім торцем герметично з'єднаний із суцільним фланцем 39, який зв'язаний принаймні двома радіальними, з осьовими отворами, стержнями 40, 41, приєднаними торцями до робочого циліндра 28 з отворами в місцях їх стикування. Для компенсації витоку і регулювання, повітря із атмосфери надходить через компенсуючий отвір 42. Камера "А" під поршнем 26 циліндра 27 сполучена з камерою "В" робочого циліндра 28, утвореною першим рухомим поршнем 31, робочим циліндром 28 і нерухомим фланцем 29 через постійний перепускний дросель 30, а з камерою "С", утвореною робочим циліндром 28, першим рухомим поршнем 31, другим рухомим поршнем 37, додатковим циліндром 38 і бойком 18 через додатково установлені пневмолінії 43, 44 безпосередньо. Камера "D", утворена другим рухомим поршнем 37, додатковим циліндром 38 і суцільним фланцем 39, сполучена через осьові отвори радіальних стержнів 40, 41 і отвори робочого циліндра 28 в місцях їх стикування з атмосферою. Працює пневмомеханічний подрібнювач наступним чином. При переміщенні по полю з вертикально розміщеними рослинними рештками, а також стеблами, що знаходяться безпосередньо на ґрунті, опорні колеса 2 із рамою 1 і зв'язаними з нею котками-фіксаторами 5, 6, штирями 24 поздовжнього спрямування стебел і робочим органом - ножем 16 копіюють рельєф поля. При цьому від дії штирів 24 хаотично розміщені на поверхні ґрунту стебла спрямовуються вздовж руху агрегата (перпендикулярно до ножа) і разом з нахиленими вертикальними рослинними рештками притискаються спочатку першим котком 5, а після - другим котком 6 до ґрунту і фіксуються в нерухомому положенні. Одночасно з цим поршень 26 здійснює зворотно-поступальний рух від кривошипношатунного механізму компресора, який приводиться в дію від вала 23 зубчастої передачі 22 і спільний вал 21. При переміщенні поршня 26 вниз всмоктане повітря в камері "А" стискається і через дросель 30 надходить в камеру "В", а через додаткові пневмолінії 43, 44 - в камеру "С". Але через наявність дроселя 30 тиск в камері "В" буде збільшуватися повільніше, ніж в камері "С". В результаті перший рухомий поршень 31 переміститься догори і, через тяги 32, 33, важелі 34, 35 і тягу 36, перемістить за собою другий рухомий поршень 37, створюючи додатковий підвищений тиск повітря в камері "С", обумовлений зменшенням її об'єму від переміщення догори поршня 37, внаслідок чого буде відбуватися додавання двох тисків. Таким чином, результуючий тиск в камері "С" робочого циліндра 28, викликаний різким переміщенням поршня 26, буде складатися із вхідного тиску (збільшення вхідного тиску в камері "А") і додаткового тиску, викликаного форсованою швидкістю (першою форсованою похідною) змінювання тиску (обумовленою різким змінюванням об'єму камери "С" від переміщення поршнів 31, 37 з різними швидкостями) і додаткового збільшення через те тиску повітря в камері "С". Підвищення результуючого тиску повітря в камері "С" і швидкості переміщення незмінної за величиною падаючої маси бойка 18, зв'язаного зі штоком 17 і гострим лезом горизонтального 2 UA 122088 U 5 10 15 ножа 16, збільшить його ударне зусилля по притиснених до ґрунту і зафіксованих котками 5, 6 рослинних решток. При переміщенні поршня 26 компресора догори пневмомеханічний подрібнювач працює в оберненому циклі. В цьому випадку розрідження з камери "А" буде надходити в камери "В","С", але через наявність дроселя 30 воно в камері "В" зростатиме повільніше, ніж в камері "С", що викличе додаткове форсоване переміщення поршнів 31, 37 вниз і форсоване збільшення об'єму камери "С", а також в ній розрідження, збільшуючи при цьому кількість всмоктуваного повітря. Отже, як при опусканні, так і підніманні поршня 26 тиск і розрідження в камері "С" будуть пропорційні змінюванню і форсованій швидкості (першій форсованій похідній) їх змінювання. Причому ступінь введення складової тиску (розрідження), пропорційної форсованій швидкості їх змінювання залежить від частоти обертання вала передньої підвіски, перерізу перепускного отвору дроселя, а також передаточного відношення системи важелів і тяг, з'єднуючих перший і другий рухомі поршні та співвідношення їх діаметрів. А із збільшенням розрідження в камері "С" і кількості всмоктуваного повітря, при подальшому його стисканні, підвищиться тиск і ударне зусилля бойка і штока з гострим лезом ножа по зафіксованих рослинних рештках. Таким чином, за рахунок спрощеної конструкції і підвищення швидкодії робочого органу, зменшення рухомої маси та енергії на його привод, а також можливого нахилу вертикальних стебел і фіксації всіх розміщених рослинних решток на поверхні поля і в ґрунті, забезпечиться інтенсивне їх подрібнення без надмірного ущільнення поверхні і руйнування структури ґрунту. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 1. Пневмомеханічний подрібнювач рослинних стебел на поверхні поля, що містить раму, зв'язані з нею механізм приводу, опорні колеса і робочий орган, який відрізняється тим, що привод виконаний у вигляді двох компресорів, кожний з них включає кривошипно-шатунний механізм, кривошип якого через зубчасту передачу з'єднаний з ведучим валом, а через шатун з поршнем, розміщеним в циліндрі компресора, зв'язаного з додатковим робочим циліндром з установленим в ньому падаючим бойком, з'єднаним через шток з робочим органом у вигляді ножа, при цьому між циліндром компресора і робочим циліндром установлений нерухомий фланець з постійним дроселем, а в робочому циліндрі - два, зв'язаних між собою системою важелів і тяг, рухомих поршні, перший з них тягами з'єднаний із середніми точками двох важелів, одні кінці яких шарнірно зв'язані з робочим циліндром, а протилежні кінці через тягу - з другим поршнем, причому перший поршень переміщується в робочому циліндрі, а другий поршень - в додатковому циліндрі, зв'язаному одним торцем із суцільним фланцем, з'єднаним принаймні двома радіальними з осьовими отворами стержнями, приєднаними торцями до робочого циліндра в місцях їх стикування, при цьому камера компресора сполучена з камерою, додатково установленими, між першим рухомим поршнем і бойком з ножем робочого органу, пневмолініями безпосередньо, з камерою між першим поршнем і нерухомим фланцем - через постійний дросель, а камера, утворена додатковим циліндром, другим поршнем і суцільним фланцем, через осьові отвори радіальних стержнів і отвори робочого циліндра в місцях їх стикування, сполучена з атмосферою. 2. Пневмомеханічний подрібнювач за п. 1, який відрізняється тим, що на рамі додатково установлені підпружинені, після робочого органа, другий коток-фіксатор, перед робочим органом, перший коток-фіксатор, а перед ним зв'язані з рамою - вертикальні штирі поздовжнього спрямування, вздовж руху агрегата, рослинних решток, що знаходяться на поверхні поля. 3 UA 122088 U 4 UA 122088 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 5