Механизм подвески сошника

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Агейчик Валерий Александрович Сеген Игорь Трофимович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Механизм подвески сошника сеялки, содержащий шарнирно соединенные с рамой сеялки и между собой поводок и нажимную штангу с упругим элементом, с закрепленным на поводке рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с нажимной штангой с упругим элементом, причем поводок выполнен в виде полого трапецеидального короба с прямой сквозной прорезью по оси симметрии в его верхней части, по сторонам большего основания трапецеидального короба закреплены втулки, а по бокам установлены резиновые амортизаторы с расположенным между ними по оси симметрии трапецеидального короба стержнем, к верхней части которого прикреплен рычаг, а верхняя и нижняя части трапецеидального короба соединены по стороне меньшего основания двумя симметрично относительно оси трапецеидального короба установленными упорами для амортизаторов,выполненными в виде остроугольных равнобедренных треугольников с направлением их 17918 1 2014.02.28 вершин в сторону большего основания трапецеидального короба, при этом упругий элемент выполнен в виде набора резиновых амортизаторов, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы и содержит внутреннюю полость, соединенную с наружной поверхностью по меньшей мере одним дренажным отверстием, отличающийся тем, что в каждом дренажном отверстии резиновых амортизаторов закреплена,например, с помощью клея или вулканизацией жесткая металлическая цилиндрическая втулка, выступающая на 40-60 своей длины наружу и содержащая на своей наружной относительно резинового амортизатора части от 2 до 3 пар сквозных отверстий, оси симметрии которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии втулки, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки выполнена с нарезанной на ней метрической резьбой, в которую ввинчен с возможностью осевого перемещения регулировочный винт с возможностью полного или частичного перекрытия сквозных отверстий, причем оси симметрии пар сквозных отверстий соседних плоскостей их расположения перекрещиваются под прямым углом. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к механизмам подвески сошников зерновых сеялок, а также к предохранительным устройствам, предотвращающим поломки при встрече с препятствиями, которые могут быть использованы при посеве на почвах, засоренных камнями. Известны механизмы подвески сошников, содержащие шарнирно соединенные с рамой сеялки поводок сошника и нажимную штангу с пружиной 1. У таких механизмов подвески выглубление сошников из почвы при наезде их на препятствия (камни и т.п.) приводит к сжатию пружины нажимной штанги и увеличению усилия прижатия сошника к препятствию, влекущее за собой поломки сошников и деталей механизма подвески, а также заклинивание камней между сошником и почвой и протаскивание их по полю. Это приводит к снижению производительности посевных агрегатов, дополнительным затратам на ремонт или замену вышедших из строя деталей и узлов, а также к ухудшению качества заделки высеваемых семян в почву. При этом упругий элемент в виде пружины сжатия такого механизма подвески не обладает необходимыми демпфирующими свойствами для равномерной заделки семян в почву 2, 3. Известен механизм подвески сошника, содержащий шарнирно соединенные с рамой сеялки и между собой поводок сошника и нажимную штангу с пружиной, где поводок снабжен закрепленным на нем рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с нажимной штангой 4. Такой механизм подвески сошника имеет повышенную жесткость в пределах глубины хода сошников, что улучшает качество заделки семян в почву вследствие повышения устойчивости хода сошника, а при выглублении сошника при встрече с крупными камнями,приводит к уменьшению плеча силы сжатия пружины, вследствие чего силовая характеристика механизма подвески падает, стремясь к нулевому значению. Это приводит к уменьшению заклинивания и протаскивания камней сошниками по поверхности поля,улучшая тем самым качество заделки семян и увеличивая надежность механизма подвески сошника. При этом преодоление камней обеспечивается только за счет движения сошников в вертикальной плоскости, а падающая силовая характеристика механизма подвески затрудняет быстрое возвращение сошника в рабочее положение относительно почвенного слоя. При большой высоте выглубления сошников во время преодоления камней семяпроводы изгибаются и высев семян на поверхность поля прекращается, а при возвращении сошников в рабочее положение происходит массовый выброс семян на малый участок поля. С учетом того что лобовая встреча сошников с камнями в виде удара по центру камня происходит достаточно редко и в основном в процессе работы сеялки наблюдается косой 2 17918 1 2014.02.28 удар сошника о камни с прохождением сошниками камней только за счет их вертикального перемещения для всех случаев контактов с камнями, это существенно ухудшает качество посева семян и требует дополнительных прочностных свойств поводков и сошников. При этом упругий элемент в виде пружины сжатия такого механизма подвески не обладает необходимыми демпфирующими свойствами для равномерной заделки семян в почву 2, 3. Известен 5 механизм подвески сошника, содержащий шарнирно соединенные с рамой сеялки и между собой поводок и нажимную штангу с упругим элементом, с закрепленным на поводке рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с нажимной штангой с упругим элементом, причем поводок выполнен в виде полого трапециедального короба с прямой сквозной прорезью по оси симметрии в его верхней части, по сторонам большего основания трапециедального короба закреплены втулки, а по бокам трапециедального короба установлены резиновые амортизаторы с расположенным между ними по оси симметрии короба стержнем, к верхней части которого прикреплен рычаг, а верхняя и нижняя части трапециедального короба соединены по стороне меньшего основания двумя симметрично относительно оси короба установленными упорами для амортизаторов, выполненными в виде остроугольных равнобедренных треугольников с направлением их вершин в сторону большего основания трапециедального короба, при этом упругий элемент выполнен в виде набора резиновых амортизаторов, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы и содержит внутреннюю полость, соединенную с наружной поверхностью по меньшей мере одним дренажным отверстием. Такой механизм подвески сошника повышает качество заделки семян в почву сошниками сеялки при работе на почвах, засоренных камнями, при одновременном повышении надежности и долговечности сошников и деталей механизма подвески, однако он не обеспечивает равномерную заделку семян в почву в зависимости от изменяющихся условий работы сеялки характеристики микрорельефа поля, включающей в себя длину основных неровностей, скорости движения посевного агрегата и физико-механического состава почвы. Увеличение жесткости амортизаторов и подвески позволяет при высоких скоростях движения посевного агрегата (малых длинах основных неровностей поверхности поля) лучше копировать неровности поверхности поля. При малых скоростях движения(больших длинах основных неровностей поверхности поля) для того, чтобы сошник лучше копировал рельеф поля, не срезая его гребни, жесткость амортизаторов должна уменьшаться 2. Задача, которую решает изобретение, заключается в повышении качества заделки семян в почву сошниками сеялки, в том числе и при работе на почвах, засоренных камнями,в зависимости от изменяющихся условий работы сеялки характеристики микрорельефа поля, включающей в себя длину основных неровностей, скорости движения посевного агрегата и физико-механического состава почвы. Поставленная задача решается с помощью механизма подвески сошника сеялки, содержащего шарнирно соединенные с рамой сеялки и между собой поводок и нажимную штангу с упругим элементом, с закрепленным на поводке рычагом, свободный конец которого шарнирно соединен с нажимной штангой с упругим элементом, причем поводок выполнен в виде полого трапециедального короба с прямой сквозной прорезью по оси симметрии в его верхней части, по сторонам большего основания трапециедального короба закреплены втулки, а по бокам установлены резиновые амортизаторы с расположенным между ними по оси симметрии короба стержнем, к верхней части которого прикреплен рычаг, а верхняя и нижняя части трапециедального короба соединены по стороне меньшего основания двумя симметрично относительно оси трапециедального короба установленными упорами для амортизаторов, выполненными в виде остроугольных равнобедренных треугольников с направлением их вершин в сторону большего основания трапециедального короба, при этом упругий элемент выполнен в виде набора резиновых 3 17918 1 2014.02.28 амортизаторов, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы и содержит внутреннюю полость, соединенную с наружной поверхностью по меньшей мере одним дренажным отверстием, где в каждом дренажном отверстии резиновых амортизаторов закреплена, например, с помощью клея или вулканизацией жесткая металлическая цилиндрическая втулка, выступающая на 40-60 своей длины наружу и содержащая на своей наружной относительно резинового амортизатора части от 2 до 3 пар сквозных отверстий, оси симметрии которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии втулки, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки выполнена с нарезанной на ней метрической резьбой, в которую ввинчен с возможностью осевого перемещения регулировочный винт с возможностью полного или частичного перекрытия сквозных отверстий, причем оси симметрии пар сквозных отверстий соседних плоскостей их расположения перекрещиваются под прямым углом. На фиг. 1 представлена принципиальная схема механизма подвески сошника и его кинематика при выглублении сошника в вертикальной плоскости при лобовом столкновении с камнем на фиг. 2 представлена горизонтальная проекция поводка механизма подвески на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 на фиг. 4 представлена профильная проекция поводка на фиг 5 представлен узелна фиг. 1 на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 6. Механизм подвески сошника содержит (фиг. 1) соединенные с рамой 1 сеялки при помощи шарнира 2 поводок 3 сошника, соединенный с нажимной штангой 4 при помощи прикрепленного к нему рычага 5 и шарнира 6. Причем угол, образуемый рычагом 5 и нажимной штангой 4 в точке их соединения со стороны крепления поводка к раме 1 сеялки в рабочем состоянии сеялки, меньше 180. На нажимную штангу 4 надет упругий элемент в виде набора, например, трех резиновых амортизаторов 7, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы и содержит внутреннюю полость, соединенную с наружной поверхностью по меньшей мере одним дренажным отверстием. Резиновые амортизаторы упираются сверху в сухарик 8, шарнирно прикрепленный к раме 1 сеялки, а снизу - в шайбу 9, закрепленную на штанге 4 шпилькой 10, вставленной в отверстие штанги. Штанга 4 может перемещаться по прорези сухарика 8, причем головка штанги 4 препятствует выпадению ее из сухарика 8. Поводок 3 выполнен в виде полого трапециедального короба 11 с прямой сквозной прорезью по оси симметрии в его верхней части, по сторонам большего основания трапециедального короба 11 закреплены втулки 12, являющиеся составными частями шарнира 2, причем верхняя часть 13 короба 11 выполнена большей толщины, чем нижняя 14, а по бокам трапециедального короба 11 установлены резиновые амортизаторы 16 с расположенным между ними по оси симметрии короба стержнем 17, к верхней части которого прикреплен рычаг 5, а верхняя 13 и нижняя 14 части трапециедального короба соединены по стороне меньшего основания двумя симметрично относительно оси короба установленными упорами 15 для амортизаторов,выполненными в виде остроугольных равнобедренных треугольников с направлением их вершин в сторону большего основания трапециедального короба 11. В каждом дренажном отверстии резиновых амортизаторов 7 закреплена, например, с помощью клея или вулканизацией жесткая металлическая цилиндрическая втулка 18, выступающая на 40-60 своей длины наружу амортизатора 7 и содержащая на своей наружной относительно резинового амортизатора 7 части от 2 до 3 пар сквозных отверстий 19, оси симметрии которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии втулки 18, и пересекают ее, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность втулки 18 выполнена с нарезанной на ней метрической резьбой, в которую ввинчен с возможностью осевого перемещения регулировочный винт 20 с возможностью полного или частичного перекрытия от 2 до 3 пар сквозных отверстий 19, а оси симметрии пар сквозных отверстий соседних плоскостей их расположения перекрещиваются под прямым углом, т.е. их проекции на одну из этих плоскостей образуют между собой угол 90. Механизм подвески работает следующим образом. 4 17918 1 2014.02.28 При работе сеялки резиновые амортизаторы бочкообразной формы 7 предварительно сжимаются, заглубляя закрепленные на концах поводков 3 сошники в почву. Во время движения сеялки сошники перемещаются по поверхности поля. При этом за счет демпфирующих свойств материала амортизаторов - резины и трения амортизаторов 7 о нажимную штангу 4 обеспечивается демпфирование механизмом подвески каждого сошника негативного воздействия на них неровностей поверхности поля и неравномерности плотности почвы включая воздействие мелких камней. Суммарная толщина амортизаторов определяет вместе с демпфирующими качествами конкретной марки резины общие демпфирующие свойства подвески, оптимальные значения которых подбираются в зависимости от конструкции сошника, его средней глубины хода и физико-механических свойств почвы. При сжатии внутренних полостей резиновых амортизаторов находящийся в них воздух удаляется через дренажные отверстия амортизаторов. Это позволяет наиболее полно использовать обладающие повышенными демпфирующими свойствами резиновые амортизаторы, так как в этих условиях для обеспечения сил сжатия и упругости задействованы только они, что обеспечивает более точное копирование сошниками неровностей поверхности поля и улучшает качество заделки семян в почву. В редких случаях лобового столкновения сошника с крупными камнями с ударом сошника по их центральной оси поводок 3 и закрепленный на нем рычаг 5 поворачиваются вокруг шарнира 2, что приводит к уменьшению плеча силы сжатия резиновых амортизаторов 7,вследствие чего силовая характеристика механизма подвески падает, принимая в момент пересечения шарниром 6 линии, соединяющей центры шарнира 2 и сухарика 8, нулевое, а при дальнейшем выглублении сошника отрицательное значение. При этом установленные внутри трапециедального короба 11 поводка 3 резиновые амортизаторы 16 деформируются трапециедальным расширением переднего конца стержня 17, снижая возникающие ударные нагрузки на сошник и детали механизма подвески. После прохождения препятствия сошник под действием собственного веса, а в момент, когда шарнир 6 опустится ниже линии, соединяющей центры шарнира 2 и сухарика 8, и под действием усилия сжатия резиновых амортизаторов 7 возвращается в исходное положение. В подавляющем большинстве случаев столкновений с камнями происходит косой удар сошников о камни. При этом в первую очередь происходит поворот в горизонтальной плоскости одного или двух, в зависимости от расположения и размеров камня, стержней 17 с закрепленными на их задних концах сошниками, в результате чего сжимаются трапециедальными расширениями установленных внутри трапециедальных коробов 11 передних концов стержней 17 резиновые амортизаторы 16, упирающиеся в боковые стенки трапециедальных коробов 11 и упоры 15, с амортизацией ударов как в продольном, так и в поперечном направлениях, за счет чего происходит лишь незначительное выглубление сошников из почвы, а в ряде случаев его вообще удается избежать. После прохождения камня сошники под действием упругих сил амортизаторов 16 и пружин 7, а также сил сопротивления почвы быстро возвращаются в исходное положение. Это приводит к резкому уменьшению заклинивания и протаскивания камней сошниками по поверхности поля,участков движения сошников с глубиной хода сошников меньше технологической или над поверхностью поля, улучшая тем самым качество заделки семян в почву с последующим увеличением урожайности сельскохозяйственных культур, при одновременном повышении надежности и долговечности сошников и деталей механизма подвески,вследствие снижения действующих на них при встречах с камнями ударных нагрузок за счет упругих и демпфирующих свойств резиновых амортизаторов. Соотношение размеров расстояния между втулками 12, ширины переднего конца стержня 17, ширины сквозной прорези верхней части 13 короба 11, ширины основной части стержня 17 и ширины рычага 5 обеспечивает в случае необходимости быструю и удобную сборку и разборку поводка 3, а также устойчивое положение деталей поводка 3 относительно друг друга во время работы сеялки. В зависимости от условий работы сеялки характеристики микрорельефа по 5 17918 1 2014.02.28 ля, включающей в себя длину основных неровностей, скорости движения посевного агрегата и физико-механического состава почвы путем ввинчивания или вывинчивания регулировочного винта 20 во втулку 18 перекрываются или открываются отверстия 19, причем по мере увеличения числа перекрытых отверстий жесткость амортизаторов увеличивается и подвеска позволяет при высоких скоростях движения посевного агрегата (малых длинах основных неровностей поверхности поля) лучше копировать неровности поверхности поля. При малых скоростях движения (больших длинах основных неровностей поверхности поля) для того, чтобы сошник лучше копировал рельеф поля, не срезая его гребни, жесткость амортизаторов 7 путем вывинчивания из втулки 18 регулировочного винта 20 и открытия дополнительных отверстий 19 для прохода воздуха уменьшается. Источники информации 1. А.с. СССР 185601, МПК 01 63/00, 1963. 2. Ширяев А.М. Устойчивость хода дисковых сошников // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1967. -2. - С. 21-23. 3. Агейчик В.А. Изыскание и исследование зерновой сеялки для почв, засоренных камнями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Минск, 1980. - С. 59-60. 4. А.с. СССР 725598, МПК 01 7/20, 1980. 5. Патент РБ изобретения 14219, МПК 01 7/00, 2011. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7