ОБОРОТНЫЙ ПЛУГ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ Российский патент 2009 года по МПК A01B3/30 A01B3/42 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к почвообрабатывающим машинам, предназначенным для гладкой пахоты безразъемных борозд и свальных гребней, и может быть использовано в сельском хозяйстве для вспашки горизонтальных полей и склонов.

Известен оборотный плуг для обработки почвы безразъемных борозд и свальных гребней марки ПОН - 2-3 /смотри с.366, Политехнический словарь, издательство «Советская энциклопедия М., 1977 г./, состоящий из трубной рамы прямоугольного сечения, из плужных корпусов правооборачивающих и левооборачивающих, механизма оборота.

Из уровня техники известна конструкция оборотного плуга универсального, содержащая раму, выполненную из двух шарнирно связанных секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, механизм оборота корпусов, дугообразную направляющую с ограничителями поворотов и кривошип (см. патент RU 2152699, С1 А01В 3/30, 20.07.2000; на 11 л.).

В качестве прототипа предлагается принять известный оборотный плуг (см.патент RU 2152699, С1 А01В 3/30, 20.07.2000; на 11 л.), содержащий раму, выполненную из двух шарнирно связанных между собой секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, механизм поворота корпусов, дугообразную направляющую с зубчатой рейкой, выполненной из двух частей и взаимодействующей с зубчатым колесом, связанным с несущей плужные корпуса поворотной секцией рамы в виде двух труб круглого сечения, вмонтированных одна в другую с возможностью проворачивания друг в друге для изменения угла между стойками корпусов, что делается механизмом регулирования угла, встроенным в задней части рамы.

Известная конструкция прототипа оборотного плуга для обработки почвы имеет сложности механизма поворота корпусов в эксплуатации: зубчатая пара рейка-колесо при пахоте от попадания комков почвы между них часто заклинивает, что сбивает заданный угол стоек плужных корпусов по отношению к плоскости поверхности пахоты; к тому же, как дорогостоящие детали, зубчатая рейка, колеса быстро изнашиваются от абразивно подобного воздействия пыли; при агрегатировании плуга с боронами буксирный трос, на поворотах цепляя за рычаг механизма регулирования угла, сбивает настройку или повреждает сам механизм регулирования; при переводе оборотной секции рамы из одного рабочего положения в другое нет ее жесткой фиксации в крайних положениях, из-за чего в процессе пахоты при возникновении преобладающей нагрузки на заднюю часть секции, чем на переднюю, секция начнет проворачиваться вокруг вертикальной оси шарнира, самопроизвольно изменяя ширину захвата пахоты плугом, ухудшая ее качество.

Задачей настоящего изобретения является повышение долговечности устройства и его надежности в процессе эксплуатации, удешевление стоимости его изготовления, универсальность агрегатирования с тракторами различной мощности, автоматизация операции управления плугом, усовершенствование механизма поворота корпусов.

Технический результат достигается тем, что в оборотном плуге вместо быстро изнашиваемых и дорогостоящих зубчатой рейки и зубчатого колеса, механизма поворота корпусов устанавливается гидроцилиндр для провертывания секции вокруг горизонтальной оси шарнира через посредство кривошипа, а вместо механизма регулирования угла между стойками плужных корпусов устанавливаются на поворотной секции на кронштейнах упорно-регулировочные болты, которые своими головками будут упираться в упоры, приваренные к ограничителям, что позволит поворотную секцию рамы выполнить из одинарной квадратной трубы, которая имеет большую устойчивость к изгибаемости, а это исключит надобность монгирования секции <<труба в трубе>> и позволит жестко закрепить на ней стойку плужных корпусов под углом 90° относительно правооборачиваемых к левооборачиваемым, что упростит и удешевит изготовление поворотной секции рамы, сделает плуг надежнее в эксплуатации, увеличится срок службы плуга. Жесткая фиксация оборотной секции плуга при переводе ее из одного рабочего положения в другое достигается тем, что на переднем конце поворотной секции устанавливается пружинно-гидравлический фиксатор, действующий по принципу: открытие - под действием гидравлики, закрытие под действием усилия сжатой пружины с одновременным вхождением рабочей части штока пружинно-гидравлического фиксатора в зацепление с ограничителем движения поворотной секции по дугообразной направляющей, на которой установлены ограничители. Благодаря оснащению плуга ограничителями и пружинно-гидравлическим фиксатором удлиняется срок службы плуга и расширяется диапазон изменения захвата пахоты плужными корпусами, что делает плуг универсальным в агрегатировании его с тракторами различной мощности. Для обеспечения автоматизации операций управления плугом его гидроузлы подключаются по специальной схеме к гидрораспределителю трактора.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемая конструкция оборотного плуга универсального отличается заменой зубчатого привода механизма поворота корпусов гидроцилиндром, установкой пружинно-гидравлического фиксатора, специальной схемой подключения гидроузлов плуга к гидрораспределителю трактора, заменой механизма регулирования угла установкой опорно регулировочных болтов, заменой двухтрубной оборотной секции на однотрубную.

Таким образом, заявляемая конструкция оборотного плуга универсального соответствует критерию изобретения НОВИЗНА.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что дает право сделать вывод о соответствии критерию «СУЩЕСТВЕННОЕ ОТЛИЧИЕ».

На фиг.1 - схема оборотного плуга универсального - вид сбоку.

На фиг.2 - схема плуга в рабочем положении правооборачивающих корпусов - вид сверху.

На фиг.3 - схема плуга в рабочем положении левооборачивающих корпусов - вид сверху.

На фиг.4 изображена установка ограничителя поворотной секции рамы.

На фиг.5 изображен фрагмент крепления опорной оси.

На фиг.6 - схема расположения пружинно-гидравлического фиксатора на поворотной секции.

На фиг.7 - установка кронштейна с опорно-регулировочными болтами для регулировки угла оборачивания поворотной секции рамы.

На фиг.8 - схема гидравлической системы соединения гидроцилиндров поворотной секции и пружинно-гидравлического фиксатора.

На фиг.9 - конструктивная схема пружинно-гидравлического фиксатора. Устройство оборотного плуга универсального будет выглядеть следующим образом.

Плуг оборотный универсальный включает раму, выполненную из двух шарнирно связанных между собой секций 1 и 2 (фиг.1).

Поворотная секция 2 рамы выполнена в виде квадратной трубы с жестко закрепленными на ней стойками плужных корпусов; правооборачивающих 3 и левооборачивающих 4, расположенных под углом 90° друг к другу. На неподвижной секции 1 рамы жестко закреплена дугообразная направляющая 5, на концах которой имеются ограничители 6 и 7 горизонтального перемещения секции 2, с возможностью регулирования ширины захвата плуга путем их перестановки по отверстиям в дугообразной направляющей 5 (фиг.4), в которые вставляются зажимной болт 27. Для передвижения поворотной секции 2 по дугообразной направляющей 5 в торец передней части поворотной секции 2 приварена опорная полуось 8, к которой прикреплен кронштейн 9 с втулкой 30 и катки 10 и 11, находящиеся в постоянном контакте с верхней и нижней поверхностями дугообразной направляющей 5, катки 10 и 11 фиксируются на кронштейне 9 шайбами 40 и болтами 41 (фиг.5). На конце нижней ступени неподвижной секции рамы расположен центральный двухосный шарнир 12. Шарнир 12 своей вертикальной осью 13 через кронштейн 44 соединен со штоком гидроцилиндра 14, осуществляющим горизонтальное проворачивание секции 2, вокруг вертикальной оси шарнира 12 (фиг.1, 2 и 3) путем выдвижения или втягивания штока. Закрепление поворотной секции 2 в крайних положениях выполняется пружинно-гидравлическим фиксатором 15, который при помощи кронштейна 42 крепится к кронштейну 9 (фиг.1 и фиг.5). Вокруг горизонтальной оси шарнира 12 секция 2 проворачивается гидроцилиндром 16, который подвешен своим штоком на кронштейне 43, прикрепленном к верхней (для этого удлиненной) части вертикальной оси 13 шарнира 12, а оборотной стороной гидроцилиндр 16 соединен с кронштейном 28, который приварен к поворотной секции 2 (фиг.1), или как разновидность варианта можно к удлиненному для этого кронштейну полуоси при помощи втулки 30 (фиг.5). Для ограничения проворачивания поворотной секции вокруг горизонтальной оси и для регулирования величины проворачивания приварены упор 17 к вертикальной части шарнира 12, а кронштейны 29, в резьбу которых вкручиваются упорно-регулировочные болты 18, приварены к средней части поворотной секции 2 возле шарнира 12 (фиг.1). Для упрощения управления гидроцилиндрами поворотной секции 2 и пружинно-гидравлическим фиксатором 15 они подключены к одному золотнику гидрораспределителя: гидроцилиндр 14 и гидроцилиндр 16 подключены параллельно между собой, а пружинно-гидравличесний фиксатор 15 подключен последовательно к гидроцилиндру 16. Порядок очередности выполнения операций гидроузлами 14, 15 и 16 определяется последовательностью подключения и особенностью обвязки пружинно-гидравлического фиксатора (фиг.8). Конструктивная форма пружинно-гидравлического фиксатора 15 изображена на фиг.9. Пружинно-гидравлический фиксатор 15 устроен следующим образом: в цилиндре 20 с четырьмя штуцерами с обратными клапанами 31, 32, 33 и 34, которые оснащены рычагами конечного выключения 35, 36, 37, 38, размещен шток 21 с напрессованным на нем поршнем 22. Поршень 22 в цилиндре 20 перемещается вверх под давлением масла, а вниз - усилием пружины 23, взаимодействующей со штоком 21, через посредство тарелки 24. Пружина 23 прикрывается колпаком 25. Нижняя часть штока 21 выполнена продолговатой и конической для лучшего вхождения в проушину 39 ограничителей 6 и 7. Сами штуцеры цилиндра 20, через посредство клапанов 31, 32, 33, 34, подсоединяются к шлангам гидросистемы 26. Уплотнения штока 21 и поршня 22, а также штуцеры на чертежах условно не отражены.

Работа оборотного плуга универсального будет происходить следующим образом. Перед началом работы производят регулирование необходимого расположения стоек плужных корпусов по отношению к плоскости поверхности почвы при помощи упорно-регулировочных болтов 18 путем их вкручивания или наоборот. Глубина вспашки регулируется общепринятыми методами.

Затем поворотная секция 2 рычагом золотника гидрораспределителя из кабины трактора устанавливается в нужное положение при заезде в загонку право- или левообороченной, и плуг опускается на почву для пахоты. В конце гона плуг поднимается гидроцилиндром 19, а другим рычагом включается золотник управления гидроцилиндрами 14, 16 и пружинно-гидравлическим фиксатором 15. На фиг.8 показано при подаче масла, например, от гидрораспределителя в поршневые пространства цилиндров 14 и 16, поршень гидроцилиндра 14 не может перемещаться, так как секция 2 заперта от проворачивания вокруг вертикальной оси шарнира 12 пружинно-гидравлическим фиксатором 15. Тогда масло начнет перемещать поршень гидроцилиндра 16. Этот движущийся поршень масло, находящееся по его другую сторону, выдавливает через соединительные шланги системы 26 и открытый клапан 31 в подпоршневое пространство пружинно-гидравлического фиксатора 15. От чего его поршень 22 начнет подниматься вверх, штоком 21 сжимая пружину 23, вытесняет масло из своего надпоршневого пространства через открытый клапан 33 в гидросистему. В данном примере отжаты клапаны 31 и 33, так как они находятся в контакте своими концевыми рычагами 37 и 38 с ограничителем 6 (фиг.6 и 9) и потому открыты. От возникшего взаимного потока масла поршни гидроцилиндра 16 и пружинно-гидравлического фиксатора 15 перемещаются взаимно до тех пор, пока поршень 22 пружинно-гидравлического фиксатора 15 не исчерпает свой ход, то есть упрется в верх цилиндра 20, при этом шток 21 выйдет из проушины ограничителя 6. Масляный поток, перераспределившись при этом, начнет перемещать поршень гидроцилиндра 14 и секция 2 начнет двигаться по дугообразной направляющей 5 в сторону ограничителя 7. В таком положении поршень 22 будет продолжать находиться в запертом состоянии верхней позиции, поскольку не будет перетока масла, так как рычаги 37 и 38 не будут контактировать с ограничителями, от чего клапаны 31 и 34 окажутся закрытыми, а пружина 23 - сжатой, пока секция 2 не дойдет до ограничителя 7 и остановится, упершись в него катком 11, а клапаны 32 и 34, войдя в контакт своими рычагами 35 и 36 с ограничителем 7, откроются. Теперь, когда клапаны 32 и 34 открыты принудительно, а клапан 31 как обратный способен пропустить масло из-под поршневого пространства гидроцилиндра 16, то его поршень пойдет дальше, проворачивая секцию 2 вокруг горизонтальной оси шарнира 12 до соприкасания регулировочного болта 18 с упором 17. При создавшейся ситуации открытости трех клапанов в пружинно-гидравлическом фиксаторе 15 возникает одинаковое давление масла в подпоршневом и надпоршневом пространстве цилиндра 20, а также свободный перетек масла, что позволяет пружине 23 отжать своим усилием шток 21 вниз и затворить секцию 2 в ее крайнем рабочем положении путем вхождения нижней части штока 21 в проушину зацепления 39 ограничителя 7. После того, когда поршни гидроцилиндров 14 и 16 застопорились ограничителем 7 и упором 17, через посредство кривошипов и штоков, поток масла прекращается, в гидросистеме повышается давление и золотник гидрораспределителя выключается. За этот период времени трактор, развернувшись, снова заходит в гон, и плуг трактористом опускается на пахоту. Так повторяется цикл за циклом: то левооборачивающими, то правооборачивающими плужными корпусами, как изображено на фигурах 2 и 3.

Из описания вытекает, что предлагаемая конструкция оборотного плуга универсального позволяет снизить себестоимость его изготовления, уменьшить металлоемкость, удлинить срок его службы и повысить надежность в эксплуатации, агрегатирования плуга с тракторами различной мощности.

Оборотный плуг содержит раму, выполненную из двух шарнирно связанных секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, механизм поворота корпусов и дугообразную направляющую с ограничителями горизонтального перемещения поворотной секции рамы. Плуг снабжен пружинно-гидравлическим фиксатором. Фиксатор установлен на переднем конце поворотной секции рамы, имеет шток и обратные клапаны с рычагами для взаимодействия штока и рычагов с ограничителями горизонтального перемещения подвижной секции рамы по дугообразной направляющей. При таком выполнении обеспечивается уменьшение металлоемкости плуга, увеличение срока его службы и эксплуатационная надежность, универсальность агрегатирования плуга с тракторами различной мощности, автоматизация операций управления плугом. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Оборотный плуг универсальный для обработки пахотных земель, содержащий раму, выполненную из двух шарнирно связанных секций, одна из которых выполнена поворотной с закрепленными на ней плужными корпусами и катками, механизм поворота корпусов и дугообразную направляющую с ограничителями горизонтального перемещения поворотной секции рамы, отличающийся тем, что он снабжен пружинно-гидравлическим фиксатором, который установлен на переднем конце поворотной секции рамы, при этом фиксатор имеет шток и обратные клапаны с рычагами для взаимодействия штока и рычагов с ограничителями горизонтального перемещения подвижной секции рамы по дугообразной направляющей.

2. Оборотный плуг по п.1, отличающийся тем, что для проворачивания поворотной секции рамы вокруг горизонтальной оси она снабжена гидроцилиндром.