кандидат технических наук, доцент, кафедра мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
Жалнин Алексей Александрович
аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
Для поверхностной обработки почвы широко применяются комбинированные культиваторы, рабочие органы которых закреплены с помощью пружинной (упругой) подвески. Широкое распространение получили S-образные стойки. Применение данных стоек приводит к снижению тягового сопротивления, лучшему крошению почвы и самоочистке от сорняков.
Однако, во время работы комбинированного культиватора S-образные стойки отклоняются от первоначально положения, что приводит к несоблюдению агротехнических требований (отклонение от глубины обработки ± 1 см). Для уменьшения отклонения S-образной стойки в ее конструкцию вводят дополнительные опорные точки [1, 2].
Рассмотрим наиболее распространенные регуляторы жесткости упругих S-образных стоек.
В настоящее время распространение получили составные и усиленные упругие S-образные стойки (рис. 1). В качестве регулятора в двухсоставной стойке выступает верхняя плоская пружина, а в усиленной – дополнительный подпружинник.
Несмотря на широкое распространение жесткость у данных стоек не изменяется. Применение их с соблюдением агротехнических требований возможно лишь на определенной глубине обработки.
а – двухсоставная; б – усиленная
Рис. 1. Упругие S-образные стойки
Увеличение глубины обработки или плотности почвы приводит к отклонение рабочего органа (лапы) от первоначального положения. Лапа не подрезает сорные растения, а начинает бороздить почву.
Рассмотрим автоматический регулятор (ограничитель). Он установлен внутри упругой части S-образной стойки. Ограничитель имеет криволинейную поверхность, выполненную виде эквидистантно пружинной части стойки. Во время движения на рабочий орган действует сила Р, под действием которой происходит отклонения лапы. Данный ограничитель уменьшает рабочую длину стойки, тем самым увеличивает ее жесткость. (рис. 2) [1].
1 – рама; 2 – упругая стойка; 3 – ограничитель
Рис. 2. S-образная стойка с ограничителем
Однако, применение данного регулятора приводит к поломке упругих стоек и к значительному увеличению массы культиватора.
На рисунке 3 показан общий вид S-образной пружинной подвески с фиксирующим устройством рабочей длины стойки. В процессе работы лапа отклоняется влево (показано пунктиром), что приводит к некачественной обработке почвы. Перемещая регулятор вправо, мы уменьшаем рабочую длину стойки, тем самым увеличиваем ее жесткость.
1 – рама; 2 – S-образная пружинная подвеска; 3 – лапа; 4 – сквозной паз; 5 – насечка; 6 – упорная пластина; 7 – втулка; 8 – пружина сжатия; 9 – шайба; 10 – палец; 11 – ось; 12 – кронштейны
Рис. 3. S-образная пружинная подвеска с фиксирующим устройством рабочей длины
Выполнение данного паза в стойке приведет к ослаблению ее конструкции, а в дальнейшем – к поломке. Работа культиватора с фиксирующими устройствами рабочей длины стоек на тяжелых почвах вызывает перемещение упорной пластины по насечкам, что приводит к неравномерности глубины хода рабочего органа.
Ограничители, закрепленные на раме и расположенные внутри S-образных пружинных стойках, выполнены в виде полых трубчатых телескопических цилиндров, в полости которых размещены три пружины. Между пружинами установлены цилиндры-ударники с полусферическими торцевыми поверхностями.
Верхняя часть ограничителя, обеспечивающая контакт с поверхностью пружинной стойки, выполнена в виде скользящего шарнира (рис. 4).
Изменение жесткости возможно только в том случае, если в телескопических цилиндрах произведена замена пружин. Но этот процесс связан с большими трудозатратами. Использование же культиватора на тяжелых почвах приводит к отклонению носка лапы от установленной глубины обработки.
1 – рама; 2 – упругая стойка; 3 – пружинная часть стойки; 4 – ограничитель; 5,6 – трубчатые телескопические цилиндры; 7 – пружины; 8 – цилиндры ударники; 9 – скользящий шарнир
Рис. 4. Упругая S-образная стойка с ограничителем
На рисунке 5 показан общий вид S-образной упругой стойки с регулятором жесткости. На раме культиватора жестко закреплены S-образные упругие стойки с лапами. В упругую стойку установлен регулятор.
1 – рама; 2 – упругая стойка; 3 – лапа; 4 – регулятор; 5 – палец;6 – кронштейн; 7 – пластина;
8 – болт; 9 – гайка
Рис. 5. Упругая S-образная стойка с регулятором жесткости
Данный регулятор с одной стороны шарнирно присоединен к пальцу, установленному в кронштейнах, жестко закрепленных на раме. С другой стороны, регулятор закреплен к упругой стойке двумя пластинами с помощью болтов и гаек. Одна из пластин жестко соединена с регулятором.
Недостатком данного устройства является длительная регулировка жесткости упругих стоек, что приводит к снижению производительности труда.
На основании обзора регуляторов жесткости упругих стоек можно сказать, что основной принцип их действия заключается в уменьшении или увеличении рабочей длины упругой стойки.
Список использованных источников
- Федоров С. Е., Костин А. С., Чаткин М. Н. Определение деформаций упругих стоек культиватора // Сельский механизатор. 2015. № 10. С. 18–19.
- Чаткин М. Н., Ягин О. А., Федоров С. Е. Обзор современных энергосберегающих технологий обработки почвы // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы : межвуз. сб. науч. тр. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2010. С. 40–43.
Fedorov Sergey
PhD in Technical science, associate Professor, prof. A. I. Leshchankin department of mobile power tools and agricultural machines, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
Zhalnin Aleksey
graduate student, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
WAYS TO CHANGE THE STIFFNESS OF ELASTIC S-SHAPED STANDS IN CULTIVATORS
If the soil density increases, the use of elastic stands in cultivators can lead to noncompliance of agricultural requirements. To do these requirements, extra reference points have been added into the device design to increase its rigidity. This article considers the main ways to change the stiffness of elastic S-shaped stands.
Keywords: operating element, S-shaped stand, agrotechnical requirements, stiffness regulator, processing depth, soil density.
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2020
© Федоров С. Е., 2020
© Жалнин А. А., 2020