Модернизация культиватора КПС-4

Обоснование предлагаемой конструкции

Большое значение для получения высокого урожая имеет предпосевная подготовка почвы. Обработку почвы после основной вспашки плугом или рабочими органами, имеющими определенную форму, называют культивацией.

Предпосевная обработка почвы должна обеспечить комковатый слой сверху для проницаемости воздуха и легкого прорастания ростка растения и уплотненное ложе с неразрушенной капиллярной системой, способствующей притоку влаги к семенам. Кроме того, во все виды предпосевной обработки почвы и ухода за растениями включают работу по борьбе с сорняками.

Сплошную культивацию применяют для рыхления почвы без ее оборачивания перед посевом. Рыхление почвы способствует накоплению и сохранению влаги и питательных веществ в форме, доступной для усвоения их растениями. Поверхностное рыхление почвы могут проводить на максимальную глубину до 12 см, уничтожая сорную растительность, а также заделывая гербициды и минеральные удобрения. Предпосевную культивацию проводят обычно на глубину заделки семян. Отклонение от заданной глубины обработки почвы допускается не более +1см.

Культиватор КПС-4 предназначен для сплошной обработки паров, предпосевного рыхления и подрезания сорняков с одновременным боронованием на скорости до 12 км/ч. Ширина захвата культиватора 4 м, глубина обработки 5-12 см. Несколько культиваторов агрегатируют при помощи сцепок в широкозахватные агрегаты с тракторами тягового класса 3-5.

Описание конструкции

Для повышения эффективности и высокой производительности использования сельскохозяйственной техники предложено переоборудовать два культиватора КПС – 4, которые агрегатируются с трактором Т-150К.

1 – правая половина второго культиватора; 2, 6 – косынки; 3,7 – кронштейны; 4 – ось; 5 – первый культиватор КПС – 4; 8 – левая половина второго культиватора; 9,11 – пневматические колеса культиватора; 10 – гидроцилиндр; 12 – цепь; 13 – брус
Рис. 1. Схема сцепки двух культиваторов КПС-4

К одному из культиваторов 5 с пневматическими колесами 11 присоединяют на шарнирах две половины 1 и 8 (левую и правую) второго культиватора. Раму последнего посередине разрезают. Места разреза зачищают и к каждой половине рамы приваривают по две косынки 6. На косынки устанавливают и приваривают стальные кронштейны 3 и 7. В последние вставляют и стопорят по концам оси 4. Они являются осями качения половин второго культиватора. Для повышения прочности конструкции к раме основного культиватора приваривают брус 13. К нему шарнирно прикрепляют силовые гидроцилиндры 10 от списанной сельскохозяйственной техники. Штоки гидроцилиндров соединяют с проушинами, приваренными к половинам вспомогательного культиватора с колесами 9. Гидроцилиндры присоединяют шлангами к гидросистеме трактора Т-150К.

Рис. 2. Трактор Т-150К

При разворотах трактора механизатор с помощью гидроцилиндров складывает обе половины вспомогательного культиватора. Для уменьшения нагрузок от вибраций к этим половинам прикрепляют цепи 12. Транспортируют культиватор при приподнятых и сложенных под углом 30° к горизонтали частях второго культиватора, застопоренными фиксаторами. Переоборудованная сцепка имеет хорошую маневренность, обеспечивает повышение производительности труда.

1 – фиксатор; 2 – ось; 3 – колесо пневматическое
Рис. 3. Схема сцепки в сложенном виде

Такая схема сцепки применяется при разворотах трактора и при транспортировке. Транспортируют культиватор при поднятых и сложенных под углом 30° к горизонтали частях второго культиватора, застопоренными фиксаторами 1.

Расчет деталей на прочность

Расчет сварного соединения

Комбинирование соединения стыковыми и тавровыми швами рассчитывают на основе принципа распределения нагрузки пропорционально несущей способности отдельных швов.

Комбинированное сварное соединение

Рис. 4. Комбинированное сварное соединение

Расчет кронштейна и сварного соединения

Рассчитываем соединение на растяжение и на срез (Расчет ведем по учебнику М. Н. Иванова «Детали машин» 2015 год).

Нагрузка

F=2⋅10⁴H,    T=8⋅10⁵H⋅мм,    (1)

толщина листа  материал листа Сталь 45(), сварка ручная ГОСТ 5264-80 электродом Э42, ширина листа в = 90мм.

Допустимое усилие на растяжение:

     (2)

где δ_Т – допустимое напряжение;

S – запас прочности для металлических конструкций

По конструкции размер швов

Допустимое усилие на срез:

Суммарная нагрузка:

1. Машины для поверхностной обработки почвы / Режим доступа: https://cyberlesson.ru/mashiny-dlja-poverhnostnoj-obrabotki-pochvy/