НАВЕСНОЙ ТРАКТОРНЫЙ ПЛУГ Российский патент 1997 года по МПК A01B11/00 A01B13/00 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к плугам.

Известен плуг, включающий раму и закрепленные на ней стойку с лемешно-отвальной поверхностью и воздействующий на ее тыльную сторону посредством рычага, размещенного на оси, механизм привода [1]
К недостаткам известного плуга относится его значительная энергоемкость, обусловленная большой потребной мощностью на привод механизма и незначительным снижением тягового сопротивления.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является плуг с рамой и закрепленной на ней стойкой с лемешно-отвальной поверхностью и воздействующий на ее тыльную сторону при помощи рычага, размещенного на оси, механизм привода, у которого последний выполнен в виде закрепленного на раме кривошипа и подпружиненной опорной лыжи, расположенной с тыльной стороны лемешно-отвальной поверхности, при этом рычаг выполнен двуплечим, одно плечо которого посредством поступальной пары и шарнира связано с кривошипом, причем стойка установлена на раме подвижно для перемещения в направлении движения плуга при взаимодействии с другим плечом рычага, при этом плечо рычага, соединенное с кривошипом, и плечо рычага, взаимодействующее со стойкой, находятся в соотношении

где l₁ -плечо рычага, соединенное с кривошипом;
l₂ плечо рычага, взаимодействующее со стойкой [2]
Однако, такой плуг является достаточно сложным по своей конструкции и не отвечает требованиям значительного (многократного) снижения своей энергоемкости.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что вибратор выполнен в виде магнитострикционного преобразователя с концентратором, связанного питающими проводами с ультразвуковым генератором, причем концентратор преобразователя связан с подвижной частью рамы плуга через промежуточный узел, выполненный в виде установленной в отдельном корпусе посредством тарельчатых пружин оси, жестко соединенной одним своим концом с концентратором, другим концом с подвижной частью рамы, при этом корпус, в котором размещена указанная ось, жестко закреплен на неподвижной части рамы, а корпус магнитострикционного преобразователя подвешен на амортизаторах, например, на тарированных конических пружинах к кронштейну, который имеется на упомянутом корпусе промежуточного узла, причем подвижная и неподвижная части рамы связаны между собой двумя расположенными последовательно О-образными соединениями, а одна из частей рамы снабжена П-образными ограничительно-упорными пластинами, расположенными на равном расстоянии с обеих сторон от каждого О-образного соединения, при этом корпуса О-образных соединений жестко соединены с неподвижной частью рамы плуга, а П-образные пластины с ее подвижной частью, или наоборот.

При исследовании заявленного объекта изобретения по патентной и научно-технической литературе описанное выше предложение, заключающееся в том, что вибратор выполнен в виде магнитострикционного преобразователя с концентратором, связанного питающими проводами с ультразвуковым генератором, причем концентратор преобразователя связан с подвижной частью рамы плуга через промежуточный узел, выполненный в виде установленной в отдельном корпусе посредством тарельчатых пружин оси, жестко соединенной одним концом с концентратором, другим концом с подвижной частью рамы, при этом корпус, в котором размещена указанная ось, жестко закреплен на неподвижной части рамы, а корпус магнитострикционного преобразователя подвешен на амортизаторах, например, на тарированных конических пружинах к кронштейну, который имеется на упомянутом корпусе промежуточного узла, причем подвижная и неподвижная части рамы связаны между собой двумя расположенными последовательно О-образными соединениями, а одна из частей рамы снабжена П-образными ограничительно-упорными пластинами, расположенными на равном расстоянии с обеих сторон от каждого О-образного соединения, при этом корпусы О-образных соединений жестко соединены с неподвижной частью рамы плуга, а П-образные пластины с ее подвижной частью, или наоборот в качестве навесного тракторного плуга обнаружить не удалось.

На фиг.1 изображен вид сбоку предлагаемого навесного тракторного пахотного агрегата.

На фиг.2 изображен вид сверху того же агрегата.

На фиг.3 изображен узел 1 на фиг.1.

На фиг.4 изображен разрез А-А фиг.3.

Устройство содержит трактор 1, сзади которого на определенные точки его навесной системы присоединен навесной тракторный плуг общего назначения. Рама плуга выполнена в виде двух частей неподвижной 2 и подвижной 3 в направлении движения плуга. К брусу подвижной в направлении движения плуга части рамы 3 жестко прикреплены стойки 4 с лемешно-отвальными поверхностями (рабочими органами) 5. Ось 6, расположенная в отдельном корпусе 7, жестко соединена с концентратором 8 магнитострикционного преобразователя 9 через прорезанную титановую прокладку 10 посредством прорезанной гайки 11 с контргайкой 12 с одного конца [3] и жестко соединена с подвижной в направлении движения плуга частью его рамы 3 с другого конца. При этом отдельный корпус 7 установлен на неподвижной части рамы плуга 2 и жестко с ней связан. Ось 6 одновременно выполнена плавающей путем симметричного ее подвешивания на двух наборах тарированных тарельчатых пружин 13, а каждая тарированная тарельчатая пружина 13 из обоих наборов своим внешним цилиндрическим пояском базируется по внутренней цилиндрической поверхности отдельного корпуса 7 (промежуточный узел связи концентратора 8 ультразвукового вибратора 9 с подвижной в направлении движения плуга частью 3 его рамы).

Торцы обоих наборов тарированных тарельчатых пружин 13 упираются одновременно в буртики проточек оси 6 и резьбовые крышки 14 отдельного корпуса 7. Магнитострикционный преобразователь 9 проводами 15 связан с ультразвуковым генератором 16. Кроме того, корпус магнитострикционного преобразователя 9 также плавающе подвешен на амортизаторах, например, на тарированных конических пружинах 17 к кронштейну 18 отдельного корпуса 7. В устройстве также предусмотрено комбинированное охлаждение обмотки магнитострикционного преобразователя 9 чистым трансформаторным маслом и водой. На кронштейне 18 установлена и жестко закреплена опорная плита 19, на которой установлен и закреплен электрический генератор 20. Последний проводами (на чертежах не показанными) связан с ультразвуковым генератором 16. В устройстве привод электрического генератора 20 предусмотрен от вала отбора мощности трактора 1 при помощи плавающе-гибкого валика (на чертежах не показанного) [4] Таким образом, так или иначе электрический генератор 20 установлен на неподвижной части рамы плуга 2. На фиг.2 опорная плита 19 и электрический генератор 20 условно не показаны. Подвижная в направлении движения плуга часть его рамы 3 и неподвижная часть рамы 2 связаны между собой последовательно, например, двумя О-образными соединениями 21, а соответственно та или иная одна из частей рамы плуга снабжена П-образными ограничительно-упорными пластинами 22, расположенными на равном расстоянии с обеих сторон от каждого О-образного соединения 21. Корпусы О-образных соединений 21 жестко соединены с неподвижной частью рамы плуга 2, а П-образные ограничительно-упорные пластины 22 жестко соединены с подвижной в направлении движения плуга частью его рамы 3. Возможен вариант соединения частей 2, 3 рамы плуга с помощью соединения типа "ласточкин хвост". Соответственно меняется и конфигурация ограничительно-упорных пластин 22.

Мощность ультразвукового генератора 16 устанавливается из расчета 2 ватта на 1 см² опорной площади рабочих органов плуга, а мощность электрического генератора 20 берется на 80% больше установленной мощности ультразвукового генератора 16 (по данным научных исследований Института биофизики СО РАН, г. Красноярск).

Описанный выше навесной тракторный плуг работает следующим образом. Перед началом операции пахоты перемещением опорных колес 23 плуга относительно его сборной рамы с помощью винтового механизма (на чертежах не показанного) плуг настраивают на определенную глубину вспашки и гидроцилиндром 24 плуг снова устанавливают в поднятое не рабочее положение. Затем включают подачу чистого трансформаторного масла для обеспечения охлаждения обмотки ультразвукового вибратора 9 и подачу воды для обеспечения охлаждения нагреваемого трансформаторного масла. После чего включают вал отбора мощности трактора и ультразвуковой генератор 16. Медленно опуская гидроцилиндром 24 сборную раму плуга в рабочее положение, одновременно пахотный агрегат трогается с места и начинает совершать работу по вспашке почвы. При этом гидроцилиндр 24 с помощью гидрораспределителя устанавливают в "плавающее" положение. При работе пахотного агрегата ультразвуковые колебания концентратора 8 ультразвукового вибратора 9 передаются оси 6, а через нее сообщаются и подвижной в направлении движения плуга части его рамы 3 с рабочими органами 5. Следовательно, рабочим органом плуга в направлении его движения сообщают колебания с ультразвуковой частотой. При этом сопротивление почвы резанию и сдвигу рабочими органами плуга (клиньями) резко уменьшается.

Характерно, что два набора тарированных тарельчатых пружин 13 одновременно являются как бы компенсатором усилий, воспринимаемых концентратором 8 магнитострикционного преобразователя 9, т.е. наборы тарированных тарельчатых пружин 13 в первую очередь воспринимают продольные усилия от работы рабочих органов плуга, которым в направлении движения плуга и сообщают ультразвуковые колебания от ультразвукового вибратора 9. Тем самым предотвращают возможные поломки ультразвукового вибратора 9. Питание электроэнергией ультразвукового генератора 16 осуществляет электрический генератор 20, который в свою очередь работает от вала отбора мощности трактора посредством плавающе-гибкого валика.

По статистическим данным ультразвуковые колебания, сообщаемые рабочим органам плуга в направлении его движения, будут повышать производительность процесса пахоты примерно в 2-10 раз, т.к. существенно уменьшается тяговое сопротивление плуга. При этом резко уменьшается расход трактором топлива и масел, улучшается качество вспашки и увеличивается коэффициент полезного действия плуга. Тем самым достигается положительный эффект.

Источники информации
1. Авторское свид-во СССР N 132443, кл.А 01 В 15, 1960.

2. Авторское свид-во СССР N 1012811, кл.А 01В 11/00, 1980 (прототип).

3. Боязный И.Б. Об интенсификации процесса окончательной обработки деталей машин. Вестник машиностроения, 1994. N 2, с.43-44.

4. Боязный И.Б. Новые конструкции плавающего инструмента. Вестник машиностроения, 1994, N 3, с.15-19.

Использование: сельскохозяйственное машиностроение, а именно в машинах для обработки почвы. Сущность изобретения: навесной тракторный плуг содержит раму, выполненную из двух частей, одна из которых подвижна относительно другой, на которой смонтированы рабочие органы для пахоты. На раме закреплен также вибратор, выполненный в виде магнитострикционного преобразователя с концентратором. Преобразователь связан питающими проводами с ультразвуковым генератором. Концентратор преобразователя соединен с подвижной частью рамы посредством промежуточного узла, который выполнен в виде установленной в отдельном корпусе с помощью тарельчатых пружин оси. Указанная ось одним своим концом жестко соединена с концентратором, а другим - с подвижной частью рамы. Корпус магнитострикционного преобразователя подвешен на амортизаторах. Подвижная и неподвижная части рамы связаны между собой двумя расположенными последовательно 0-образными соединениями, а одна из частей рамы снабжена П-образными ограничительно-упорными пластинами. Корпуса О-образных соединений жестко соединены с неподвижной частью рамы плуга, а П-образные пластины - с ее подвижной частью, или наоборот. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Навесной тракторный плуг, содержащий раму, выполненную из двух частей, одна из которых установлена относительно другой подвижно в направлении движения плуга, вибратор, кинематически связанный с подвижной частью рамы, и рабочие органы в виде жестко закрепленных на брусе подвижной части рамы стоек с лемешно-отвальными поверхностями, отличающийся тем, что вибратор выполнен в виде магнитострикционного преобразователя с концентратором, связанного питающими проводами с ультразвуковым генератором, причем концентратор преобразователя связан с подвижной частью рамы плуга через промежуточный узел, выполненный в виде установленной в отдельном корпусе посредством тарельчатых пружин оси, жестко соединенной одним своим концом с концентратором, другим концом с подвижной частью рамы, при этом корпус, в котором размещена указанная ось, жестко закреплен на неподвижной части рамы, а корпус магнитострикционного преобразователя подвешен на амортизаторах, например, на тарированных конических пружинах, к кронштейну, который имеется на упомянутом корпусе промежуточного узла. 2. Плуг по п.1, отличающийся тем, что подвижная и неподвижная части рамы связаны между собой двумя расположенными последовательно О-образными соединениями, а одна из частей рамы снабжена П-образными ограничительно-упорными пластинами, расположенными на равном расстоянии с обеих сторон от каждого О-образного соединения, при этом корпусы О-образных соединений жестко соединены с неподвижной частью рамы плуга, а П-образные пластины с ее подвижной частью, или наоборот.