ОБОРОТНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СКЛОНОВ Российский патент 2000 года по МПК A01B3/30 

Изобретение относится к почвообрабатывающим орудиям, в частности к плугам для гладкой пахоты без разъемных борозд и свальных гребней.

Известен оборотный плуг для горизонтально-ступенчатой вспашки на склонах, включающий поворотную раму с левооборачивающими и правооборачивающими плужными корпусами, снабженными полевыми досками, выступающими за лезвие лемеха (а. с. СССР N 398183, МКИ A 01 B 3/30, 1973). У рассматриваемого плуга второй комплект корпусов расположен над первым, т.е. угол между стойками правооборачивающих и левооборачивающих корпусов составляет 180^o. Это приводит к увеличению высоты расположения центра тяжести плуга.

Как известно, при работе на склоне чем выше центр тяжести трактора и навесного плуга, тем больше величина момента M_опр, стремящегося опрокинуть тракторный агрегат (см. Кутьков Г.М. Теория трактора и автомобиля. - М.: Колос, 1996, стр. 159-160). По этой причине рассматриваемый плуг не обеспечивает устойчивости глубины хода корпусов, а также ухудшает поперечную устойчивость пахотного агрегата.

Кроме того, горизонтально-ступенчатая вспашка на склонах не всегда удовлетворяет агротехническим требованиям из-за непостоянства глубины обработки.

Известен также плуг оборотный (а.с. N 1069643, МКИ A 01 B 3/30, 3/46, 1984), содержащий раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций с закрепленными на одной из них плужными корпусами, и механизм оборота, включающий связывающий секции рамы силовой цилиндр, размещенное на несущей плужные корпуса секции водило и дугообразную направляющую, установленную на другой секции рамы.

На водиле секции рамы, несущей плужные корпуса, закреплены ролики, а в дугообразной направляющей выполнены расположенные друг под другом пазы, в которых размещены ролик водила и ролик секции рамы.

У рассматриваемого плуга угол между стойками корпусов менее 180^o, но более 90^o. Это способствует некоторому уменьшению высоты центра тяжести плуга, однако данному устройству также присущи недостатки предыдущей конструкции плуга.

Большим недостатком этого плуга является то, что при работе корпуса смещены вправо от линии тяги трактора (от продольной оси трактора) при правосторонней пахоте, и наоборот, влево - при левосторонней пахоте. Смещение направления равнодействующей тягового сопротивления R от продольной оси трактора приводит к нарушению прямолинейности движения и может вызвать потерю его управляемости. При работе правооборачивающих корпусов плуг будет заносить влево, а при работе левооборачивающих корпусов - вправо.

Известен также плуг оборотный (а.с. N 971125, МКИ A 01 B 3/46, 1982), включающий раму, выполненную из двух шарнирно связанных между собой секций с закрепленными на одной из них плужными корпусами, механизм их оборота, дугообразную направляющую с зубчатой рейкой. Зубчатая рейка выполнена из двух частей и взаимодействует с зубчатым колесом, связанным с несущей плужные корпуса секцией рамы. Секция рамы, несущая плужные корпуса, имеет катки, контактирующие с верхней и нижней поверхностью дугообразной направляющей. У рассматриваемого плуга угол между стойками корпуса составляет 90^o. Конструкция позволяет варьировать этот угол от 90^o до 180^o при соответствующем изменении конструктивных размеров зубчатого зацепления дугообразной направляющей. Т. е. для каждого угла надо изготовить соответствующее зубчатое зацепление, что нецелесообразно из-за дороговизны изготовления. Кроме того, при работе данного устройства также невозможно обеспечить максимальную устойчивость глубины хода рабочих органов и всего пахотного агрегата в зависимости от крутизны склона. Потому что центр тяжести плуга расположен сравнительно высоко, а его положение не регулируется в зависимости от крутизны склона.

Технический результат - повышение устойчивости глубины хода корпусов плуга и поперечной устойчивости пахотного агрегата при работе на склонах.

Это достигается тем, что в плуге, содержащем раму, выполненную из двух шарнирно соединенных между собой секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, дугообразную направляющую с зубчатой рейкой, выполненной из двух частей и взаимодействующей с зубчатым колесом, связанным с несущей плужные корпуса поворотной секцией рамы, которая выполнена в виде двух труб круглого сечения, вмонтированных одна в другую с возможностью углового перемещения (например, на подшипниках скольжения). Это дает возможность жестко закрепить стойки правооборачивающих и левооборачивающих корпусов на наружной и внутренней трубах соответственно таким образом, что угол между ними составляет менее 90^o, а его оптимальная величина определяется по уравнению
β = 90-α,
где β - угол между стойками корпусов;
α - угол склона.

Необходимое условие функционирования оборотного плуга для обработки склонов - взаимное размещение правооборачивающих и левооборачивающих корпусов на поворотной секции рамы таким образом, чтобы угол между их стойками составлял менее 90^o и был регулируем в зависимости от крутизны склона. Идеальным является тот случай, когда неработающие корпуса направлены в сторону вершины склона, а их стойки параллельны горизонтальной плоскости. В этом случае величина стабилизирующего момента, создаваемого за счет смещения центра масс неработающих корпусов плуга вниз и в сторону вершины склона, будет максимальной. В то же время будет обеспечен необходимый просвет "C" между рабочими органами и поверхностью склона.

Кроме того, наружная труба поворотной рамы выполняется с радиальными продолговатыми отверстиями, которые позволяют жестко закрепить на внутренней трубе левооборачивающие корпуса, а также способствуют регулировке угла β между стойками корпусов в зависимости от угла склона. Для этой же цели поворотная рама оснащается механизмом регулирования угла β в виде градуированного сектора и рычага с рифлеными поверхностями контакта, встроенным в задней части рамы. Названный механизм позволяет установить оптимальный угол β в зависимости от крутизны склона.

На фиг. 1 изображен оборотный плуг, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение поворотной рамы по А-А; на фиг. 3 - оборотный плуг в рабочем положении правооборачивающих корпусов, вид сверху; на фиг. 4 - схема плуга в рабочем положении левооборачивающих корпусов, вид сверху; на фиг. 5 - вид плуга с трактором при вспашке (с задней стороны); на фиг. 6 - вид по стрелке Б на механизм регулирования угла β.
Плуг включает раму, выполненную из двух шарнирно связанных между собой секций 1 и 2 (фиг. 1). Поворотная секция рамы выполнена в виде двух труб круглого сечения 3 и 4 (фиг. 2), вмонтированных одна в другую с возможностью углового перемещения.

На наружной трубе 4 жестко закреплены правооборачивающие корпуса 5. На внутренней трубе 3 также жестко закреплены левооборачивающие корпуса 6. Угол β между стойками корпусов 5 и 6 (фиг. 2) составляет менее 90^o и регулируется в зависимости от крутизны склона, который предстоит пахать. На неподвижной секции 1 рамы 1 жестко закреплена дугообразная направляющая 7, которая имеет две зубчатые рейки 8 и 9. Они размещены на концах дугообразной направляющей 7 с возможностью регулировки их рабочей длины путем перемещения. На наружной трубе 4 поворотной рамы 2 закреплены зубчатое колесо 10 и катки 11 и 12. Зубчатое колесо 10 контактирует с зубчатыми рейками 8 и 9 при переводе рамы 2 из одного рабочего положения в другое, а катки 11 и 12 находятся в постоянном контакте с верхней и нижней поверхностью дугообразной направляющей. На конце нижней ступени секции 1 расположен центральный двухосный шарнир 13. Шарнир 13 через кривошип 14 соединен со штоком гидроцилиндра 15. Один из возможных вариантов выполнения механизма регулирования угла β показан на фиг. 6. На заднем конце наружной трубы 4 поворотной секции 2 рамы жестко закреплен градуированный сектор 16, имеющий дугообразный сквозной паз 17. На внутренней трубе 3 поворотной рамы 2 жестко закреплен рычаг 18 с отверстием. У сектора 16 и рычага 18 поверхности контакта рифленые. Положение рычага 18 относительно сектора 16 фиксируется при помощи болтового соединения 19. Наружная труба 4 на месте крепления левооборачивающих корпусов имеет продолговатые отверстия 20.

Оборотный плуг для склонов работает следующим образом.

Вспашку плугом производят по контурам склона. В начале работы путем изменения положения рычага 18 относительно сектора 16 (фиг. 6) устанавливается оптимальный угол β между стойками корпусов в зависимости от крутизны склона α, который предстоит пахать (фиг. 5).

При правостороннем положении поворотной секции 2 рамы (фиг. 3) работают правооборачивающие корпуса 5, а левооборачивающие корпуса 6 направлены в сторону вершины склона, а их стойки параллельны горизонтальной плоскости. Эти корпуса 6, создавая стабилизирующий момент M_стаб (фиг. 5), обеспечивают устойчивость глубины хода корпусов 5 и повышают поперечную устойчивость всего агрегата при работе. Величина стабилизирующего момента будет равна
M_стаб=G_n•h,
где G_n - общий вес всех левооборачивающих корпусов;
h - расстояние от центра тяжести левооборачивающих корпусов до продольной оси трактора на уровне поверхности склона.

В конце гона плуг поднимают в транспортное положение и поворотную секцию 2 рамы при помощи гидроцилиндра 15 переводят в левостороннее положение. При этом зубчатое колесо 10, контактируя с зубчатыми рейками 8 и 9, поворачивает раму 2 на угол β. В рабочее положение встают левооборачивающие корпуса 6. А правооборачивающие корпуса 5 направлены в сторону вершины склона и создают стабилизирующий момент M_стаб. Угол поворота секции 2 с корпусами 5 и 6 можно регулировать, изменяя рабочую длину зубчатых реек 8 и 9 путем перемещения их по дугообразной направляющей 7.

Таким образом, предлагаемая конструкция оборотного плуга позволяет получить гладкую вспашку склонов при стабильной глубине обработки и повышает поперечную устойчивость всего агрегата при работе.

Кроме того, повышение поперечной устойчивости агрегата при работе на склоне способствует увеличению производительности пахотного агрегата за счет возможности повышения рабочей скорости.

Изобретение предназначено для гладкой пахоты без разъемных борозд и свальных гребней и может быть использовано в сельском хозяйстве. Плуг содержит раму, выполненную из двух шарнирно соединенных секций с плужными корпусами. Поворотная секция рамы выполнена в виде двух труб круглого сечения, вмонтированных одна в другую с возможностью углового перемещения. Стойки право- и левооборачивающих корпусов жестко закреплены соответственно на наружной и внутренней трубах так, что угол между ними составляет менее 90^o, а его величина определяется по уравнению β = 90^o-α, где β - угол между стойками корпусов; α - угол склона. Наружная труба на месте крепления левооборачивающих корпусов имеет продолговатые радиальные отверстия. Поворотная секция рамы имеет механизм регулирования угла β в виде градуированного сектора и рычага с рифлеными поверхностями контакта, встроенный в задней части рамы. Такое конструктивное выполнение позволит повысить устойчивость глубины хода корпусов плуга и поперечную устойчивость пахотного агрегата при работе на склонах. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Оборотный плуг для обработки склонов, содержащий раму, выполненную из двух шарнирно связанных между собой секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, механизм оборота корпусов, дугообразную направляющую с зубчатой рейкой, выполненной из двух частей и взаимодействующей с зубчатым колесом, связанным с несущей плужные корпуса поворотной секцией рамы, отличающийся тем, что поворотная секция рамы выполнена в виде двух труб круглого сечения, вмонтированных одна в другую с возможностью углового перемещения, причем стойки право- и левооборачивающих корпусов жестко закреплены на наружной и внутренней трубах соответственно так, что угол между ними составляет менее 90^o, а его величина определяется по уравнению
β = 90-α,
где β - угол между стойками корпусов;
α - угол склона,
при этом наружная труба на месте крепления левооборачивающих корпусов имеет продолговатые радиальные отверстия, а поворотная секция рамы - механизм регулирования угла β между стойками корпусов. 2. Плуг по п.1, отличающийся тем, что механизм регулирования угла β имеет градуированный сектор и рычаг с рифлеными поверхностями контакта, встроенный в задней части рамы.