Агромодуль и агромост
Агромодуль содержит несущую раму на опорных бесприводных самоустанавливающихся колесах, источник электрической энергии и реверсивную тяговую электрическую лебедку. Рама предназначена для работы с различным навесным агротехнологическим оборудованием.. Лебедка расположена в центре несущей рамы вдоль ее продольной оси и связана с соответствующими анкерами. Анкеры установлены на противоположных сторонах поля с шагом, равным ширине захвата несущей рамы. Анкеры связаны с несущей рамой посредством обвивающего барабан лебедки не менее чем двумя витками каната с возможностью фронтального челночного перемещения несущей рамы по условной осевой линии, проходящей через соответствующую пару установленных на поле анкеров и поперечную ось несущей рамы. На концах обвивающего барабан лебедки каната закреплены механические или гидравлические домкраты с ручным приводом. Домкраты обеспечивают закрепление каната за анкеры путем надевания проушин домкратов на анкеры и последующее натяжение каната для перемещения несущей рамы независимо от свойств грунта при перематывании каната барабаном лебедки. Для обеспечения стабильности курса фронтального поступательного перемещения несущей рамы на раме в створе ее поперечной оси установлены два направляющих клюза, через которые проходит натянутый канат. Агромост содержит по крайней мере один активный агромодуль, выполненный так, как описано выше, и пассивные агромодули без лебедок. Пассивные агромодули выполнены с возможностью их шарнирного соединения с проушинами активных агромодулей для перемещения совместно с ними. Количество и шаг расположения анкеров на поле соответствуют шагу, количеству и расположению активных агромодулей. Такое конструктивное выполнение позволит повысить эффективность ресурсо- и энергопотребления и обеспечить стабилизацию перемещения агромодуля и агромоста. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
Агромодуль - унифицированный функциональный агрегат для комплексного возделывания и уборки сельскохозяйственных культур и формирования на его основе высокопроизводительных энергоэффективных интегрируемых агромостов повышенной проходимости.
Изобретения относятся к области сельскохозяйственного машиностроения и могут быть использованы в мостовом земледелии,
Известны разработки агромостов для осуществления мостового земледелия (RU 2175174 С2, 27.10. 2001; RU 2055457 C1, 10. 03.1996; RU 2262219 C2, 20.10. 2005).
Основная проблема известных разработок агромостов - практическая реализуемость по критерию эффективности (полезные результаты в расчете на единицу затрат энергии и ресурсов). Все известные разработки агромостов изначально предполагают применение существующих сельхозорудий и технологий. Попытки приспособить известные агромосты к существующим сельхозорудиям и технологиям, как минимум, противоречат известному постулату о необходимости опережающего развития рабочих органов обновляемых (модернизируемых) технологических систем. Объективно востребованная идея мостового земледелия до сих пор не получила практического разрешения.
Наиболее близким аналогом заявленного по данному изобретению агромодуля может быть принято устройство для вспашки почвы канатной тягой, состоящее из колесной моторной тележки, несущей балансирный плуг и электродвигатель, двух подвижных тележек, между которыми натянут тяговый канат, и двух тросов, расположенных поперек гона, на каждой стороне, прикрепленных к якорным приспособлениям (SU 132882 А1, 01.01.1960).
Недостатком известного устройства является низкий уровень системной защиты колесной моторной тележки от воздействия несимметричности боковых рабочих нагрузок и пружинящих рывков каната при работе на различных типах почв с неоднородной плотностью, приводящих обычно к существенным отклонениям подобных колесных моторных тележек от прямолинейного, равномерного, поступательного перемещения по полю в процессе их эксплуатации.
Наиболее близким аналогом в отношении заявленного агромоста может быть принят агромост, состоящий из центральной тележки и нескольких шарнирно сочлененных модулей (SU 1653564 А1, 07.06.1991).
Основными недостатками известного агромоста являются высокая металлоемкость и заведомо низкая энергоэффективность его перемещения по полю.
Задачей заявленной группы изобретений является обеспечение комплексного (системного) повышения эффективности мостового земледелия за счет согласованного снижения удельной массы агромодуля и агромоста и удельных затрат энергии на их перемещение по полю вне зависимости от несущей способности грунта при одновременном обеспечении стабилизации фронтального движения.
Технический результат заявленной группы изобретений - рациональное повышение эффективности ресурсо- и энергопотребления, стабилизация упорядоченного перемещения агромодуля и агромоста по полю.
Технический результат по первому изобретению достигается тем, что в известном агромодуле, содержащем несущую раму на опорных бесприводных самоустанавливающихся колесах, предназначенную для работы с различным навесным агротехнологическим оборудованием, источник электрической энергии и реверсивную тяговую электрическую лебедку, расположенную в центре несущей рамы вдоль ее продольной оси, связанную с соответствующими анкерами, установленными на противоположных сторонах поля с шагом, равным ширине захвата несущей рамы посредством обвивающего барабан лебедки не менее чем двумя витками каната с возможностью фронтального челночного перемещения несущей рамы по условной осевой линии, проходящей через соответствующую пару анкеров и поперечную ось несущей рамы, согласно изобретению на концах обвивающего барабан лебедки каната закреплены механические или гидравлические домкраты с ручным приводом, обеспечивающие закрепление каната за анкеры путем надевания проушин домкратов на анкеры и последующее натяжение каната для перемещения несущей рамы независимо от свойств грунта при перематывании каната барабаном лебедки, при этом для обеспечения стабильности курса фронтального поступательного перемещения несущей рамы на раме в створе ее поперечной оси установлены два направляющих клюза, через которые проходит натянутый канат. Кроме того, тяговая электрическая лебедка установлена на раме с возможностью перемещения по направляющим ложемента вдоль оси барабана за счет взаимодействия гайки барабана с неподвижным винтом ложемента, причем шаг винта и гайки равен шагу навивки каната на барабан лебедки. Агромодуль содержит на боковых сторонах несущей рамы по две проушины с отверстиями для присоединения дополнительных агромодулей.
Технический результат по второму изобретению достигается тем, что агромост содержит по крайней мере один активный агромодуль по п.п.1-3, и пассивные агромодули без лебедок с возможностью их шарнирного соединения с проушинами активных агромодулей для перемещения совместно с ними, при этом количество и шаг расположения анкеров на поле соответствуют шагу, количеству и расположению активных агромодулей. Агромост снабжен поливным трубопроводом с разбрызгивателями, проложенным через агромодули, при этом для обеспечения следования рельефу поля трубопровод имеет секции, размещенные на каждом агромодуле, соединенные друг с другом упругими муфтами, расположенными в плоскости сочленения агромодулей.
Функционирование заявленного агромодуля (агромоста и дождевальной машины) осуществляется следующим образом.
На фиг.1 изображено поле 1 (вид в плане), которое обрабатывается агромодулем 2. По краям поля установлены анкеры 3 с определенным шагом, равным ширине захвата несущей рамы. Через все поле от анкера к анкеру (образующих одну из рабочих пар) протянут канат 4. На концах каната закреплены механические или гидравлические домкраты 5 с ручным приводом. Эти домкраты обеспечивают закрепление канатов за анкеры путем надевания проушин домкратов на анкеры 3 и последующее натяжение канатов 4.
На фиг.2 изображен агромодуль 2 (вид в плане). Он состоит из несущей рамы 6 прямоугольной формы, по углам которой установлены съемные самоустанавливающиеся колеса 7. На раме установлена тяговая электрическая лебедка 8 с электроприводом 9. Канат 4 обвивает гладкий барабан 10 лебедки 8 не менее чем двумя витками. При включении лебедки натянутый домкратами 5 канат 4 перематывается барабаном 10, что сообщает несущей раме движущую силу независимо от свойств грунта и ее сцепного веса. На несущей раме установлен автономный источник питания 11, например ДЭС, который обеспечивает электроэнергией лебедку 8 и соответствующее навесное агротехнологическое оборудование (на фиг.2 условно не показано). Для обеспечения стабильности курса при движении по занимаемой полосе прохода на несущей раме 6 установлены направляющие клюзы 12, через которые проходит натянутый канат, совместно создающие восстанавливающий момент при отклонении от прямолинейного движения. По углам несущей рамы 6 установлены петли 13 и 14, обеспечивающие сцепление агромодулей в единый широкозахватный агромост.
На фиг.3 изображено сечение А-А на котором показан агромодуль 2 с активным почвообрабатывающим сельхозинструментом в виде вращающихся ножей 15, приводимых в действие специальным электроприводом, закрепленных на рычагах 16 и установленных на раме с помощью шарниров 17. Электромеханический или гидравлический домкрат 18 позволяет менять глубину обработки почвы или поднимать рабочие органы над землей при очередной смене полосы прохода, поля и т.д.
На фиг.4 изображена тяговая электрическая лебедка (сечение Б-Б), которая может перемещаться вдоль своей оси на полозках 19 по направляющему ложементу 20. Барабан 10 снабжен гайкой 21, а ложемент 20 снабжен неподвижным винтом 22. Шаг винта и гайки равен шагу намотки каната на барабан. Это позволяет петле каната, обвитой вокруг барабана 10, не смещаться при работе лебедки по отношению к направляющим клюзам 12, т.е. к условной осевой линии, соединяющей противоположные анкеры 3 (соответствующую рабочую пару анкеров).
На фиг.5 изображено поле 1 (вид в плане), которое обрабатывается двумя шарнирно соединенными агромодулями 2 (агромостом).
На фиг.6 изображен агромост, состоящий из двух агромодулей (сечение В-В), соединенных шарнирно с помощью петель 13 и 14. При этом одна из пар смежных колес на одном агромодуле снимается. Шарнирное соединение агромодулей позволяет отслеживать рельеф поля при больших интегральных захватах.
На фиг.7 изображено поле 1 (вид в плане), которое обрабатывается широкозахватным агромостом, состоящим из многих шарнирно соединенных агромодулей. Причем в целях оптимизации энергетических затрат на обеспечение энергоэффективного упорядоченного перемещения агромоста по полю часть агромодулей 2 являются активными, т.к. на них установлены тяговые электрические лебедки 8, а большая часть агромодулей 2* являются пассивными (не имеют лебедок) и совершают перемещение только за счет сцепки с активными агромодулями 2. При этом шаг расположения анкеров 3 увеличивается и соответствует шагу расположения активных агромодулей 2.
Если единый широкозахватный агромост, состоящий из шарнирно сочлененных активных и пассивных агромодулей, занимает (перекрывает) всю ширину поля, то через агромодули можно проложить поливной трубопровод 23 (фиг.8) с разбрызгивателями 24. Для обеспечения следования рельефу поля секции трубопровода на каждом агромодуле соединены друг с другом упругими муфтами 25.
Единый широкозахватный агромост может состоять только из одних пассивных агромодулей 2* (не показано). Фронтальное поступательное перемещение такого интегрального агромоста по занимаемой полосе прохода производится за счет двух и более тяговых электрических лебедок, устанавливаемых и закрепляемых на анкерах 3, а уплотнительное воздействие агромоста на почву существенно снижается.
Перемещение агромодуля и формируемых на его основе агромостов при очередной смене полосы прохода осуществляется следующим образом.
Завершив обработку очередной полосы прохода, агромодуль (агромост) выходит за кромку поля на исходную позицию для последующего перемещения на очередную (смежную) полосу прохода. Перемещение агромодуля (агромоста) на новую полосу прохода осуществляется под прямым углом к фронтальному поступательному перемещению по занимаемой полосе прохода. Перемещение осуществляется за счет одной из двух тяговых электрических лебедок, устанавливаемых и закрепляемых на анкерах, располагаемых на противоположных сторонах поля по линии, обеспечивающей штатное перемещение агромодуля (агромоста) на новую (смежную) полосу прохода вдоль его продольной оси. При этом агромодуль (агромост) предварительно освобождается от каната с обеих сторон от несущей рамы при помощи предназначенных для этого разъемов, располагаемых в определенных точках каната (на определенном (расчетном) удалении от домкрата). После выхода на новую полосу прохода агромодуль (агромост) вновь соединяется при помощи тех же разъемов с подобным канатом, обеспечивающим ему дальнейшее фронтальное поступательное перемещение по новой полосе прохода и т.д.
При определенных условиях возможен также вариант перемещения агромодуля (агромоста) на очередную (смежную) полосу прохода с освобождением от каната только лишь при помощи специальных разъемов, находящихся со стороны домкратов. После выхода агромодуля (агромоста) на новую полосу прохода функциональное предназначение каната соответствующим образом восстанавливается.
Перемещение агромодуля (агромоста) с одного поля на другое может осуществляться в продольно-осевом положении при помощи трактора.
1. Агромодуль, содержащий несущую раму на опорных бесприводных самоустанавливающихся колесах, предназначенную для работы с различным навесным агротехнологическим оборудованием, источник электрической энергии и реверсивную тяговую электрическую лебедку, расположенную в центре несущей рамы вдоль ее продольной оси, связанную с соответствующими анкерами, установленными на противоположных сторонах поля с шагом, равным ширине захвата несущей рамы, посредством обвивающего барабан лебедки не менее чем двумя витками каната с возможностью фронтального челночного перемещения несущей рамы по условной осевой линии, проходящей через соответствующую пару установленных на поле анкеров и поперечную ось несущей рамы, отличающийся тем, что на концах обвивающего барабан лебедки каната закреплены механические или гидравлические домкраты с ручным приводом, обеспечивающие закрепление каната за анкеры путем надевания проушин домкратов на анкеры и последующее натяжение каната для перемещения несущей рамы независимо от свойств грунта при перематывании каната барабаном лебедки, при этом для обеспечения стабильности курса фронтального поступательного перемещения несущей рамы на раме в створе ее поперечной оси установлены два направляющих клюза, через которые проходит натянутый канат.
2. Агромодуль по п.1, отличающийся тем, что тяговая электрическая лебедка установлена на раме с возможностью перемещения по направляющим ложемента вдоль оси барабана за счет взаимодействия гайки барабана с неподвижным винтом ложемента, причем шаг винта и гайки равен шагу навивки каната на барабан лебедки.
3. Агромодуль по п.1, отличающийся тем, что содержит на боковых сторонах несущей рамы по две проушины с отверстиями для присоединения дополнительных агромодулей.
4. Агромост, характеризующийся тем, что содержит по крайней мере один активный агромодуль по пп.1-3, и пассивные агромодули без лебедок с возможностью их шарнирного соединения с проушинами активных агромодулей для перемещения совместно с ними, при этом количество и шаг расположения анкеров на поле соответствуют шагу, количеству и расположению активных агромодулей.
5. Агромост по п.4, характеризующийся тем, что снабжен поливным трубопроводом с разбрызгивателями, проложенным через агромодули, при этом для обеспечения следования рельефу поля трубопровод имеет секции, размещенные на каждом агромодуле, соединенные друг с другом упругими муфтами, расположенными в плоскости сочленения агромодулей.
