способ регулирования глубины обработки почвы и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ регулирования глубины обработки почвы, включающий установку опорных колес почвообрабатывающего орудия на заданную глубину обработки почвы, регулирование положения верхней и нижних тяг переднего навесного устройства трактора относительно поверхности почвы, отличающийся тем, что после заглубления рабочих органов раму почвообрабатывающего орудия и нижние тяги располагают параллельно поверхности почвы, а верхнюю тягу устанавливают параллельно направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы почвообрабатывающего орудия, параллельное положение верхней тяги контролируют по наличию нулевого значения математического ожидания вертикального ускорения, измеряемого в центре тяжести почвообрабатывающего орудия, причем верхнюю тягу концом, соединенным с почвообрабатывающим орудием, на культивации направляют вверх, а на дисковании вниз относительно поверхности почвы.

2. Устройство для регулирования глубины обработки почвы, содержащее переднее навесное устройство трактора с верхней и нижними тягами, раму почвообрабатывающего орудия со стойкой, отличающееся тем, что верхняя тяга выполнена в виде гидроцилиндра и двуплечего рычага, причем гидроцилиндр штоком шарнирно соединен со стойкой рамы почвообрабатывающего орудия, а корпусом шарнирно соединен с одним концом двуплечего рычага, который шарнирно установлен на оси верхней тяги навесного устройства, и другим концом посредством гидроцилиндра шарнирно соединен с рамой трактора, на раме почвообрабатывающего орудия в центре тяжести установлен датчик вертикального ускорения, а на нижней тяге установлен датчик углового перемещения стойки рамы, датчики ускорения и углового перемещения подключены к входам блока управления, а гидрораспределитель навесного устройства подключен к выходам блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим агрегатам с орудиями и машинами, навешенными на переднее навесное устройство трактора.

Известен способ регулирования глубины обработки почвы (SU 1486074, А01В 63/108, 15.06.89), включающий установку опорных колес почвообрабатывающего орудия на заданную глубину обработки почвы, регулирование положения верхней тяги переднего навесного устройства трактора относительно поверхности почвы.

Недостатком известного способа является то, что при регулировании положения верхней тяги вместе с изменением высоты стойки нарушается горизонтальное положение рамы почвообрабатывающего орудия.

Известен способ регулирования глубины обработки почвы (SU 1531872, А01В 59/048, 30.12.89), включающий установку опорных колес почвообрабатывающего орудия на заданную глубину обработки почвы, регулирование положения верхней и нижних тяг переднего навесного устройства трактора относительно поверхности почвы.

Однако в процессе регулирования расположения верхней и нижних тяг переднего навесного устройства по известному способу возможна установка рабочих органов, расположенных в несколько рядов, на разную глубину обработки почвы.

Известно устройство для регулирования глубины обработки почвы (Тракторы ЛТЗ-155 и ЛТЗ-155У. Техническое описание, инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. - Липецк, 1995. - С.122-124), содержащее переднее навесное устройство трактора с верхней и нижними тягами, раму почвообрабатывающего орудия со стойкой.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что регулирование положения верхней и нижних тяг переднего навесного устройства производят только во время остановки агрегата, пределы регулирования положения верхней тяги ограничены количеством отверстий на стойке почвообрабатывающего орудия.

Известно устройство для регулирования глубины обработки почвы (RU 1079193, А01В 59/04, 15.03.84), содержащее переднее навесное устройство трактора с верхней и нижними тягами, раму почвообрабатывающего орудия со стойкой.

Недостатком известного устройства является то, что регулирование положения верхней и нижних тяг производят согласно тяговому усилию трактора, не учитывая направление действия силы сопротивления почвы на рабочие органы, и тем самым увеличивают неравномерность глубины обработки почвы.

Для устранения отмеченных недостатков предлагается после заглубления рабочих органов раму почвообрабатывающего орудия и нижние тяги располагать параллельно поверхности почвы, а верхнюю тягу устанавливать параллельно направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы почвообрабатывающего орудия, параллельное положение верхней тяги контролировать по наличию нулевого значения математического ожидания вертикального ускорения, измеряемого в центре тяжести почвообрабатывающего орудия, причем верхнею тягу концом, соединенным с почвообрабатывающим орудием, на культивации направлять вверх, а на дисковании - вниз относительно поверхности почвы.

Для осуществления способа регулирования глубины обработки почвы предлагается устройство, у которого верхняя тяга выполнена в виде гидроцилиндра и двуплечего рычага, причем гидроцилиндр штоком шарнирно соединен со стойкой рамы почвообрабатывающего орудия, а корпусом шарнирно соединен с одним концом двуплечего рычага, который шарнирно установлен на оси верхней тяги навесного устройства, и другим концом посредством гидроцилиндра шарнирно соединен с рамой трактора, на раме почвообрабатывающего орудия в центре тяжести установлен датчик вертикального ускорения, а на нижней тяге установлен датчик углового перемещения стойки рамы, датчики ускорения и углового перемещения подключенные к входам блока управления, а гидрораспределитиль навесного устройства подключен к выходам блока управления.

На фиг.1 представлена схема последовательности операций при регулировании глубины обработки почвы.

На фиг.2 показано устройство для осуществления способа регулирования глубины обработки почвы.

На фиг.3 показано положение верхней тяги переднего навесного устройства трактора в агрегате с культиватором.

На фиг.4 показано положение верхней тяги переднего навесного устройства трактора в агрегате с дисковым орудием.

Способ регулирования глубины обработки почвы, включающий установку опорных колес почвообрабатывающего орудия на заданную глубину обработки почвы, регулирование положения верхней и нижних тяг переднего навесного устройства трактора относительно поверхности почвы, осуществляется следующим образом (фиг.1).

Перед заездом агрегата в поле опорные колеса почвообрабатывающего орудия устанавливают на заданную глубину обработки почвы. Заглубляют рабочие органы в почву, раму почвообрабатывающего орудия и нижние тяги переднего навесного устройства трактора располагают параллельно поверхности почвы.

Верхнюю тягу устанавливают параллельно предполагаемому направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы почвообрабатывающего орудия. Если трактор агрегатируют с культиватором, оснащенным стрельчатыми лапами, то верхнюю тягу концом, соединенным с почвообрабатывающем орудием, направляют вверх относительно поверхности почвы. Если трактор агрегатируют с дисковым орудием, то верхнюю тягу направляют вниз относительно поверхности почвы.

После начала движения агрегата измеряют вертикальное ускорение рамы почвообрабатывающего орудия в центре тяжести и определяют математическое ожидание массива значений вертикального ускорения. Если математическое ожидание равно нулю, то верхняя тяга установлена параллельно направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы. В противном случае корректируют и проверяют положение верхней тяги во время движения агрегата.

Устройство (фиг.2) содержит раму 1 почвообрабатывающего орудия, на которой установлены опорные колеса 2, рабочие органы 3 и стойка 4. Рама 1 шарнирно соединена с нижними тягами 5 переднего навесного устройства трактора 6. Верхняя тяга переднего навесного устройства выполнена в виде гидроцилиндра 7, который штоком шарнирно соединен со стойкой 4, а корпусом - с одним концом двуплечего рычага 8. Двуплечий рычаг 8 шарнирно установлен на верхней оси 9 переднего навесного устройства. Другой конец двуплечего рычага 8 шарнирно соединен со штоком гидроцилиндра 10, который шарнирно установлен на раме трактора 6. Гидроцилиндры 7 и 10 подключены к золотникам 11 и 12 гидрораспределителя трактора 6. На раме 1 в центре тяжести почвообрабатывающего орудия установлен датчик 13 вертикального ускорения, на одной из нижних тяг 5 размещен датчик 14 углового перемещения стойки 4. Датчики 13 и 14 подключены к входам блока 15 управления, а исполнительные механизмы золотников 11 и 12 гидрораспределителя подключены к выходам блока 15 управления.

Устройство работает следующим образом.

На трактор 6, оборудованный передним навесным устройством, навешивают почвообрабатывающее орудие. Раму 1 соединяют с нижними тягами 5, а стойку 4 - с гидроцилиндром 7. Опорные колеса 2 устанавливают по высоте и тем самым задают глубину обработки почвы рабочими органами 3. В качестве рабочих органов 3 используют, например, стрельчатые лапы или диски.

После заглубления рабочих органов 3 на заданную глубину обработки почвы раму 1 устанавливают параллельно поверхности почвы. Допускается небольшое отклонение нижних тяг 5 от параллельного положения. Золотник 12 гидрораспределителя трактора 6 переводят из «нейтрального» положения в «плавающее». Затем гидроцилиндром 10, переводя золотник 11 в положении «подъем» или «опускание», поворачивают двуплечий рычаг 8 на оси 9, и корпус гидроцилиндра 7 опускается или поднимается. Верхнюю тягу устанавливают предположительно параллельно направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы 3. Положение стойки 4 относительно нижних тяг 5 фиксирует датчик 14, сигнал от которого поступает в блок 15 управления.

Золотники 11 и 12 гидрораспредилителя трактора 6 переводят из одного положения в другое исполнительные механизмы, подключенные к выходам блока 15 управления. Перемещение штоков гидроцилиндров 7 и 10 за одно включение гидрораспредилителя перемещаются с заданным шагом, значение которого как постоянную величину вводят в блок 15 управления, чтобы ускорить и повысить точность установки верхней тяги параллельно направлению действия силы сопротивления почвы на рабочие органы 3.

Далее агрегат начинает движение и обработку почвы. Сигналы от датчика 13 вертикального ускорения и датчика 14 углового перемещения через заданные интервалы времени поступают в блок 15 управления через заданные интервалы времени в течение определенного периода. В блоке 15 управления происходит обработка сигналов от датчиков 13 и 14: определяют математическое ожидание массива значений вертикального ускорения и контролируют положение стойки 4 относительно рамы 1.

Если нарушается параллельное положение верхней тяги относительно направления действия силы сопротивления почвы на рабочие органы 3, то математическое ожидание вертикального ускорения не равно нулю. В зависимости от знака отклонения математического ожидания опускают или поднимают корпус гидроцилиндра 7, чтобы восстановить параллельное положение верхней тяги.

Положительное значение отклонения математического ожидания - выглубление рабочих органов 3, отрицательное - заглубление рабочих органов 3. Выглубление стрельчатых лап устраняют опусканием корпуса гидроцилиндра 7, а дисков - подъемом корпуса гидроцилиндра 7.

Одновременно с восстановлением параллельного положения верхней тяги проверяют по показаниям датчика 14 параллельность рамы 1 поверхности почвы, которую поддерживают, изменяя длину верхней тяги ходом штока гидроцилиндра 7.

Управление золотниками 11 и 12 гидрораспределителя трактора 6 осуществляют вручную через блок 15 управления или автоматической системой по показаниям датчиков 13 и 14.

Предлагаемый способ регулирования обработки почвы и устройство для его осуществления могут быть использованы на сельскохозяйственных агрегатах, содержащих размещенные на переднем навесном устройстве тракторов орудия и машины.

Применение предлагаемого способа регулирования глубины обработки почвы и устройство для его осуществления не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду, так как данное изобретение способствует повышению качества обработки почвы и снижению удельных затрат энергии на ее обработку.