ОБОРОТНЫЙ ПЛУГ Российский патент 1998 года по МПК A01B3/42 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборотным плугам и его механизмам.

Известны различные устройства для поворота рамы оборотного плуга на 180^o при помощи гидроцилиндра, такие как, например, кулисные, шестеренчатые с фиксаторами, гидравлические с автоматическим переключением. Известны также различные способы перестановки колес для работы с право и левооборачивающими колесами, в которых, как правило, используется сила тяжести и для фиксации в рабочем положении - различные захваты и защелки.

Все эти устройства имеют крупные недостатки: кулисные - малоизносостойкие, шестеренчатые - непрочны и требуют установки механических фиксаторов, управляемых отдельно из кабины тракториста, гидравлические - имеют сложную и ненадежную автоматику, дорогие и сложны в изготовлении. Использование силы тяжести для перестановки колеса и механических фиксаторов образует ненадежную систему так, что до сих пор многие изготовители предпочитают устанавливать два колеса с механизмами регулировки, что увеличивает металлоемкость плугов.

Известно устройство для поворота вала оборотного плуга, включающее шарнирно-рычажный механизм, входное звено которого шарнирно соединено со штоком силового гидроцилиндра, а выходное выполнено в виде кривошипа, жестко соединенного с валом [1].

Недостатком данной конструкции является ненадежность кулисного механизма при передаче большого крутящего момента из-за большого контактного напряжения в пазу кулисы, что приводит к быстрому износу паза и поломке механизма. Для уменьшения контактных напряжений, особенно высоких в начале и конце поворота, в указанном изобретении введено сложное гидравлическое устройство для обеспечения плавности оборота плуга.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа оборотный плуг [2], включающий оборотную раму с жестко закрепленными на ней плужными корпусами, опорное колесо с механизмом регулировки глубины и поводком, связанным с шарнирным узлом, при этом оборотная рама установлена на валу в неподвижной навеске, выполненной с гидроцилиндром.

Недостатком этой конструкции является возможность аварийной ситуации в момент выхода поводка из захватов, которая возможна в случае оборота плуга во время движения агрегата, когда система шарнирной подвески поводка с колесом будет раскачиваться на гибком звене и поводок может попасть за пределы захвата, а также в случае забивания плуга, при котором тракторист на ходу частично приподнимает плуг над почвой и в этот момент поводок колеса, вышедший из захвата, может быть сдвинут в сторону сгрудившейся почвой и при опускании не попадет в захват, что приведет к поломке поводка колеса. Смещение шарнира крепления гибкого звена от продольно-вертикальной плоскости поводка колеса в сторону бруса рабочих органов затруднит размещения продольной балки рамы, которая не должна пересекать гибкое звено, следовательно, применение такого механизма, особенно в малокорпусных плугах, может привести к увеличению металлоемкости рамы.

Сущность изобретения заключается в том, что в оборотном плуге, содержащем оборотную раму с жестко закрепленными на ней плужными корпусами, опорное колесо с механизмом регулировки глубины и поводком, связанным с шарнирным узлом, при этом оборотная рама установлена на валу в неподвижной навеске, выполненной с гидроцилиндром, согласно изобретению шток гидроцилиндра связан с двуплечим рычагом, выполненным с возможностью его поворота на 90^o, другое плечо которого связано серьгой с кривошипом, при этом длина плеча вдвое больше длины кривошипа, причем при вытянутом положении штока гидроцилиндра кривошип установлен перпендикулярно оси гидроцилиндра, при втянутом положении штока кривошип установлен параллельно двуплечему рычагу, а серьга - параллельно оси гидроцилиндра, кроме того, кривошип связан с расположенным параллельно переднему брусу рамы верхним звеном, на котором установлен шарнирный узел, соединенный нижним звеном с неподвижной навеской, образуя обычный параллелограммный механизм, нижние и верхние звенья которого расположены в разных плоскостях.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что новым является выполнение двуплечего рычага с возможностью поворота на 90^o, соотношение длин и взаимное расположение двуплечего рычага, серьги и кривошипа при втянутом и вытянутом положении штока гидроцилиндра, наличие связи кривошипа с верхним звеном, на котором установлен шарнирный узел, соединенный с нижним звеном с неподвижной навеской, образуя объемный параллелограмм, нижнее и верхнее звенья расположены в разных плоскостях и параллельны переднему брусу рамы.

Такое выполнение устройства позволяет получить единую систему управления механизмами плуга, приводимую в действие единым гидроцилиндром.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигнут результат, попытки получения которого долгое время не удавались специалистам, надежный и долговечный плуг, простой для изготовления и удобный при эксплуатации и управлении им, т.к. вся система управления механизмами плуга приводится в действие одним гидроцилиндром.

Заявляемое устройство отвечает условию промышленная применимость, т.к. может использоваться в сельском хозяйстве.

На фиг. 1 изображен предлагаемый оборотный плуг; на фиг. 2, 3 - то же, вид спереди; на фиг. 4 - схема перестановки опорного колеса.

Оборотный плуг включает оборотную раму 1 с жестко установленными на ней плужными корпусами 2, опорным колесом 3 с механизмом регулировки глубины 4 и поводком 5, связанным с шарнирным узлом 6. Поворотная рама 1 посредством вала 7 связана в неподвижной навеске 8, на которой установлен гидроцилиндр 9, шток которого связан с двуплечим рычагом 10. При движении штока рычаг 10 поворачивается на 90^o, другое плечо рычага 10 связано при помощи серьги 11 с кривошипом 12, жестко укрепленным на валу 7. Длина плеча рычага 10, связанного с серьгой 11, в два раза больше, чем длина кривошипа 12.

При вытянутом штоке гидроцилиндра 9 кривошип 12 устанавливается перпендикулярно двуплечему рычагу 10, а серьга 11 - перпендикулярно оси гидроцилиндра 9, при втянутом штоке кривошип 12 устанавливается параллельно двуплечему рычагу 10, а серьга 11 - параллельно оси гидроцилиндра 9. Кривошип 12 связан с верхним звеном 13, расположенным параллельно поперечному брусу 14 рамы 1, что конструктивно может быть выполнено как продолжение поперечного бруса 14 оборотной рамы 1.

На звене 13 при помощи кольца 15 установлен шарнирный узел 6, соединенный при помощи пальца 16 и нижнего второго звена 17 с пальцем 18, укрепленным на неподвижной навеске 8, образуя объемный параллелограммный механизм, звенья которого 13 и 17 параллельны поперечному брусу 14 рамы 1 и расположены в разных плоскостях, что позволяет параллелограмму с опорным колесом 3 поворачиваться на 180^o.

Оборотный плуг работает следующим образом.

При работе правооборачивающими корпусами шток гидроцилиндра 9 вытянут, и гидравлика заперта, двуплечий рычаг 10 располагается так, что серьга 11 перпендикулярна к оси гидроцилиндра 9, кривошип 12 перпендикулярен двуплечему рычагу 10, опорное колесо 3 плуга с поводком 5, установленным на шарнирном узле 6 при помощи звеньев 13 и 17 параллелограммного механизма, удерживается в вертикальном положении слева. В конце гона плуг выглубляется и производится поворот рамы 1 для работы с левооборачивающими корпусами 2, при этом шток гидроцилиндра 9 втягивается, поворачивает рычаг 10 на 90^o, и кривошип 12 при помощи серьги 11 на 180^o. Кривошип 12 устанавливается параллельно рычагу 10, а серьга 11 параллельно оси гидроцилиндра 9. Указанное взаимное расположение гидроцилиндра 9, рычага 10, серьги 11 и кривошипа 12 является наиболее радикальным для плавного поворота рамы 1 плуга и ее фиксации в рабочем положении.

При втягивании штока гидроцилиндра 9 и поворота кривошипа 12 обеспечивается также поворот на 180^o связанного с ним верхнего звена 13 вместе с шарнирным узлом 6 и установленным на нем поводком 5 опорного колеса 3. Нижнее звено 17, расположенное в другой плоскости опорного звена 13 параллелограммного механизма, обеспечивает поворот этого механизма на 180^o и постоянное вертикальное положение опорного колеса 3, а также его жесткую фиксацию в этом положении при работе.

Таким образом, при обороте рамы 1 с рабочими органами гидроцилиндром 9 вправо или влево на 180^o колесо соответственно принудительно перемещается в противоположную сторону также на 180^o, т.е. образована единая система управления механизмами плуга, приводимая в действие одним гидроцилиндром.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает надежность и долговечность плуга, простоту его изготовления и устройство управления им.

Оборотный плуг предназначен для основной обработки почвы и может быть использован в сельском хозяйстве. Оборотный плуг содержит оборотную раму 1 с жестко закрепленными на ней плужными корпусами 2, опорным колесом 3 с механизмом регулирования 4 глубины и поводком 5. Поводок 5 связан с шарнирным узлом 6. Рама 1 установлена на валу 7 в неподвижной навеске 8, выполненной с гидроцилиндром 9, обеспечивающим оборот рамы 1. Гидроцилиндр 9 связан с двуплечим 10 рычагом, выполненным с возможностью его поворота на 90^o, другое плечо которого связано с серьгой 11, с кривошипом 12. Длина этого плеча вдвое больше длины кривошипа 12. При вытянутом положении штока гидроцилиндра 9 кривошип 12 устанавливается перпендикулярно двуплечему рычагу 10, а серьга 11 перпендикулярно оси гидроцилиндра 9. При втянутом положении штока кривошип 12 устанавливается параллельно двуплечему рычагу 10, а серьга 11 - параллельна оси цилиндра 9 для наиболее плавного поворота рамы. Кривошип 12 связан с расположенным параллельно переднему брусу рамы 1 верхним звеном 13, на котором установлен шарнирный узел 6, соединенный нижним звеном 17 с неподвижной навеской 8, образуя объемный параллелограммный механизм, нижнее 13 и верхнее 17 звенья которого расположены в разных плоскостях для обеспечения поворота этого механизма на 180^o и постоянного вертикального положения опорного колеса 3. 4 ил.

Оборотный плуг, содержащий оборотную раму с жестко закрепленными на ней плужными корпусами, опорное колесо с механизмом регулировки глубины и поводком, связанным с шарнирным узлом, при этом оборотная рама установлена на валу в неподвижной навеске, выполненной с гидроцилиндром, отличающийся тем, что шток гидроцилиндра связан с двуплечим рычагом, выполненным с возможностью его поворота на 90^o, другое плечо которого связано с серьгой с кривошипом, при этом длина этого плеча вдвое больше длины кривошипа, причем при вытянутом положении штока гидроцилиндра кривошип установлен перпендикулярно двуплечему рычагу, а серьга перпендикулярна оси гидроцилиндра, при втянутом положении штока кривошип установлен параллельно двуплечему рычагу, а серьга - параллельно оси гидроцилиндра, кроме того, кривошип связан с расположенным параллельно переднему брусу рамы верхним звеном, на котором установлен шарнирный узел, соединенный нижним звеном с неподвижной навеской, образуя объемный параллелограммный механизм, нижнее и верхнее звенья которого расположены в разных плоскостях.