ОТВАЛЬНЫЙ ПЛУГ С РЕГУЛИРОВКОЙ ЛЕМЕШНО-ОТВАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ Российский патент 2012 года по МПК A01B15/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям.

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, а также существующей практикой установлено, что наиболее качественная обработка почвы при минимальных энергозатратах происходит тогда, когда лемешно-отвальная поверхность (ЛОП) рабочего органа отвального плуга имеет определенные параметры. В качестве таких параметров выступают ширина захвата, угол постановки лемеха к дну борозды и угол загиба отвала (угол между направлением движения рабочего органа и образующими лемешно-отвальную поверхность).

В настоящее время делается много попыток создания универсальных рабочих органов отвального плуга, на которых можно было бы изменять параметры ЛОП.

Известно почвообрабатывающее орудие [а.с. №1168108, А01В 15/04], которое содержит лемешно-отвальный рабочий орган, отвал которого разделен на две части, соединенные между собой при помощи установленных с тыльной стороны отвала упругих пластин и средства регулирования - пружинного демпфера. При помощи этого устройства делалась попытка изменить параметры ЛОП.

Однако к числу основных недостатков данного устройства относится невозможность изменения угла постановки лемеха к дну борозды и очень слабое изменение угла загиба отвала по причине технического несовершенства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является плуг с автоматическим регулированием параметров лемешно-отвальной поверхности [а.с. №733527, А01В 15/00], включающий автоматическое регулирование параметров ЛОП в зависимости от скорости движения агрегата при помощи системы управления параметрами, содержащей чувствительный элемент в виде гидронасоса, преобразователь в виде цилиндра-демпфера, связанного посредством двухплечевого рычага с гидрораспределителем и гидроцилиндром, и системы рычагов.

Недостатками данного устройства является то, что в процессе работы происходят частые отказы автоматической системы управления, ввиду ее технической и управленческой сложности, это приводит к заклиниванию в одном положении ЛОП и не способствует улучшению качества обработки почвы и снижению тягового сопротивления; в связи с большим количеством исполнительных механизмов и команд автоматической системы управления регулирование ЛОП производится приближенно, что также не способствует достижению поставленной цели.

Целью изобретения является повышение качества и снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы за счет применения отвального плуга с установленными на нем рабочими органами с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности, в частности угла постановки лемеха к дну борозды и угла загиба лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).

Поставленная цель достигается тем, что на отвальный плуг установлены рабочие органы с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности. Отвальный плуг включает раму, состоящую из брусьев, отвальные рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака и стойки, жестко прикрепленных к несущему брусу, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности, состоящую из гидроцилиндра, кривошипа, шестерни. Параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко прикрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга, на которой закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, установленной на валу, к другому концу которого прикреплен кривошип, соединенный со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга, при этом с внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы, длина пазов равна величине регулирования лемешно-отвальной поверхности, в пазах направляющих планок движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах, двигающихся в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов. Нижние концы вильчатых рычагов подвижно соединены с нижними осями, расположенными к ним перпендикулярно, причем один конец оси располагается в сквозной прорези на стойке рабочего органа. Нижние оси подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам, при этом лемехи рабочих органов присоединены к постелям, которые жестко соединяются с одной стороны при помощи болтов с потайной головкой с отвалами, а с другой с башмаками при помощи шарниров.

Заявленное устройство имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Во-первых, предложена реальная работоспособная конструкция для изменения параметров ЛОП. Во-вторых, в процессе работы ЛОП испытывает серьезные знакопеременные нагрузки. В этой связи большое значение для продолжительной работы ЛОП имеет ее фиксация в заданном положении. В предлагаемом техническом решении ЛОП соединяется со стойкой как минимум в трех точках.

В результате проведенного патентного поиска авторами не обнаружено идентичное заявляемому устройство.

Совокупность заявляемых признаков устройства не известна и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень»

Применение данного отвального плуга с рабочими органами с изменяемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности снижает тяговое сопротивление и соответственно энергоемкость всего процесса вспашки, а также повышает качество обработки почвенного пласта.

Для реализации заявленного технического решения предлагается устройство отвального плуга, представленное на фигурах: 1 - общее устройство отвального плуга, вид сверху, 2 - устройство системы управления параметрами рабочего органа, 3 - соединение вильчатого рычага с направляющим пазом, 4 - соединение вильчатого рычага с отвалом, 5 - скобообразная направляющая планка.

Предлагаемый отвальный плуг состоит (фиг.1) из рамы 1, отвальных рабочих органов 2, которые располагаются на несущем брусе 3 рамы, подвижной тяги 5, установленной в направляющих кронштейнах 4, зубчатой рейки 6, прикрепленной к подвижной тяге. Перпендикулярно подвижной тяге 5 на несущем брусе 3 рамы 1 закреплен вал 8, на одном конце которого установлена шестерня 7, а на другом - кривошип 9, соединенный со штоком 10 гидроцилиндра 11, жестко закрепленного на несущем брусе 3 плуга. С внешней стороны подвижной тяги 5 напротив отвальных рабочих органов 2 с возможностью перемещения по овальным отверстиям 29 (фиг.5) закреплены скобообразные направляющие планки 12 (фиг.2), на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы 13, длина пазов равна величине регулирования наклона лемешно-отвальной поверхности (величине оборота пласта). В пазах направляющих планок установлены вращающиеся ролики 14 (фиг.3), двигающиеся по косому направляющему сквозному пазу 13, ролики 14 расположены на верхней оси 15 (фиг.3), которая соединена с вильчатым рычагом 16, двигающимся в направляющей втулке 17, жестко присоединенной к стойке 18 отвального рабочего органа 2. Нижний конец вильчатого рычага 16 подвижно соединен с нижней осью 25, расположенной к нему перпендикулярно, которая, в свою очередь, соединена с качающимися рычагами 19, причем один конец оси располагается в сквозной прорези на стойке рабочего органа. При помощи шарниров 20 качающиеся рычаги 19 присоединены к отвалу 21, при этом лемех 22 и отвал 21 рабочего органа 2 жестко присоединены к постели 23, которая при помощи шарниров 27 прикреплена к башмаку 24 рабочего органа 2. Данная конструкция позволяет одновременно изменять положение отвала 21 и лемеха 22. Выдвигаемый шток 10 (фиг.2) гидроцилиндра 11 стопорится в заданном положении при помощи фиксирующей гайки 28. Для совершения свободного возвратно-поступательного движения нижней осью 25 в стойке 18 выполнена сквозная прорезь 26, длина которой равна величине регулирования ЛОП (величине наклона).

Работа отвального плуга с рабочими органами с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности осуществляется следующим образом.

Регулирование ЛОП производится в зависимости от почвенно-климатических условий работы плуга, которые могут изменяться в больших пределах за достаточно короткое время. Регулирование параметров ЛОП включает в себя подбор необходимых углов постановки лемеха к дну борозды, а также величины наклона лемешно-отвальной поверхности.

При выдвижении штока гидроцилиндра на заданную величину кривошип начинает вращательное движение, увлекая за собой вал и шестерню. Шестерня, взаимодействуя с зубчатой рейкой, передвигает подвижную тягу. Вместе с подвижной тягой перемещается скобообразная направляющая планка, которая взаимодействует с роликом. Ролик, перемещаясь в сквозном косом направляющем пазе, воздействует на ось, которая, в свою очередь, толкает вниз вильчатый рычаг, расположенный в направляющей втулке. При этом нижний конец вильчатого рычага посредством соединительного качающегося рычага и шарнира давит на отвал, изменяя величину его наклона и одновременно угол установки лемеха к дну борозды, так как отвал и лемех жестко соединены между собой постелью. Перемещение отвала и лемеха происходит вокруг шарнира, соединяющего постель и башмак рабочего органа. Закрепление параметров лемешно-отвальной поверхности осуществляется с помощью фиксирующей гайки.

Для более точной настройки параметров ЛОП в месте крепления скобообразных планок к подвижной тяге выполнены овальные отверстия.

Изменение величины наклона угла лемешно-отвальной поверхности и угла установки лемеха к дну борозды дает возможность получить наиболее рациональные параметры лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).

Таким образом, используя стандартное тяговое усилие трактора, рассматриваемая конструкция позволяет:

- менять характеристики лемешно-отвальной поверхности для получения наибольшей оборачивающей способности, либо повышения крошения почвенного пласта;

- в кратчайшие сроки получить орудие для высококачественной обработки различных почв;

- увеличить рабочую скорость трактора при обработке почвы;

- уменьшить энергоемкость технологического процесса обработки почвы и соответственно снизить расход топлива.

Применение в сельском хозяйстве заявляемого отвального плуга для основной обработки почвы позволит снизить себестоимость производства и получить дополнительную прибыль за счет снижения расхода топлива и повышения урожайности.

Плуг включает раму, состоящую из брусьев, рабочие органы, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром. Рабочие органы состоят из отвала, лемеха, башмака, стойки. Параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко прикрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга. На подвижной тяге закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, расположенной на валу, на другом конце которого прикреплен кривошип. Кривошип соединен со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга. С внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы. По пазам движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах. Вильчатые рычаги двигаются в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов. Нижние концы вильчатых рычагов соединены с нижними осями, которые подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам. Такое конструктивное выполнение позволит повысить качество процесса основной обработки почвы при снижении энергоемкости. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Отвальный плуг с регулировкой параметров лемешно-отвальной поверхности рабочих органов, включающий раму, состоящую из брусьев, рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака, стойки, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром, отличающийся тем, что параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко прикрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга, на которой закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, расположенной на валу, на другом конце которого прикреплен кривошип, соединенный со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга, при этом с внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы, по которым движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах, двигающихся в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов, а нижние концы вильчатых рычагов соединены с нижними осями, которые подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам.

2. Отвальный плуг по п.1, отличающийся тем, что лемехи рабочих органов присоединены к постелям, которые жестко соединяются с одной стороны при помощи болтов с потайной головкой с отвалами, а с другой - с башмаками при помощи шарниров.

3. Отвальный плуг по п.1, отличающийся тем, что длина косых направляющих сквозных пазов равна величине регулирования лемешно-отвальной поверхности.

4. Отвальный плуг по п.1, отличающийся тем, что скобообразные направляющие планки закреплены на подвижных тягах при помощи болтовых соединений с возможностью перемещения по подвижным тягам за счет овальных отверстий на последних.

5. Отвальный плуг по п.1, отличающийся тем, что нижние концы вильчатых рычагов подвижно соединены с осями, расположенными к ним перпендикулярно, причем один конец оси расположен в сквозной прорези на стойке рабочего органа, при этом соединение лемешно-отвальной поверхности рабочего органа со стойкой выполнено как минимум в трех точках.