СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИЦЕПНОЙ АСИММЕТРИЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2025 года по МПК A01D75/28 A01B59/41 B60D1/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности, к стабилизирующим устройствам прямолинейного движения прицепных асимметричных машин.

Известен пружинный компенсатор для асимметричной прицепной жатки ЖВП-9,1 «ДРОФА», описанный в журнале «Достижения науки и техники в АПК», №6 -2007 стр. 31-35, содержащий компенсирующие пружины, установленные со стороны, асимметричной рабочей части жатки соосно тяговому рычагу, концы которых соединены со свободными концами одинаковых поворотных рычагов, расположенных перпендикулярно к тяговому рычагу в горизонтальной плоскости и соединенных с тяговым рычагом посредством шарнирных соединений с возможностью поворота в этой плоскости относительно тягового рычага, при этом передние концы пружин по ходу агрегата соединены с трактором через тягу посредством шарнира, смещенного в сторону рабочей части жатки относительно продольной оси трактора по горизонтали на расстояние равное длине рычагов, а задние концы пружин связаны с осью колес жатки посредством шарнира, смещенного относительно продольной оси тягового рычага в сторону рабочей части жатки.

Пружинный компенсатор обеспечивает уменьшение угла отклонения прицепной асимметричной машины от прямолинейной траектории трактора за счет создания силового стабилизирующего момента относительно точки сцепки машины с трактором, препятствующего отклоняющим силам, действующим от обрабатываемого материала на асимметрично расположенные рабочие органы машины, а также от ходового колеса, смещенного относительно продольной оси тягового рычага. Недостаток пружинного компенсатора заключается в том, что силовой стабилизирующий момент, вызываемый компенсатором, воздействует на трактор, вызывая отклонение последнего в сторону необработанного материала (неубранной части). Это требует постоянного подруливания для обеспечения прямолинейности хода. Кроме того, при повороте машинно-тракторного агрегата в сторону, противоположную его рабочей части, компенсатором создается момент сопротивления относительно точки сцепки тягового рычага с трактором, что ухудшает условия поворота.

Наиболее близким к предлагаемому стабилизирующему устройству прямолинейного движения прицепной асимметричной машины относится устройство для стабилизации прямолинейного движения прицепной асимметричной машины по патенту РФ № 2819375, кл. A01D 75/28 (2024.01), опубл в 2024 г., содержащее тяговый рычаг, имеющий заднюю часть для неподвижного соединения с рамой прицепной ассиметричной машины, опирающейся через ходовые колеса на опорную поверхность движения, а переднюю часть – для связи с трактором через шарнирное крепление, выполненное в виде крестообразного шарнира, снабженного крестовиной, образованной из шкворня и горизонтальной оси, расположенных взаимно перпендикулярно между собой, при этом шкворень соединен посредством поворотной в вертикальной поперечной плоскости вилки-фланца с задней частью трактора, а горизонтальная ось крестовины соединена с тяговым рычагом посредством вилки, жестко закрепленной на переднем конце тягового рычага. Устройство снабжено размещенными на тракторе гидросистемой с источником давления гидравлической жидкости и двухпозиционнным распределителем с золотником, кинематически связанным с системой рулевого управления трактора, при этом шкворень крестовины расположен вертикально в вертикальной продольной плоскости, пересекающей середины ходовых осей трактора. На верхнем конце шкворня неподвижно закреплен маятниковый рычаг, расположенный в стороне, противоположной асимметричной части прицепной машины, свободный конец которого связан со штоком гидроцилиндра, управляемого золотником двухпозиционного распределителя, через шип-ползун и кулису, закрепленную на штоке гидроцилиндра, при этом корпус гидроцилиндра закреплен на вилке-фланце посредством шарнира, расположенного впереди шкворня по ходу трактора, а паз кулисы выполнен соосно гидроцилиндру с возможностью перемещения шипа-ползуна вдоль этого паза.

Данное устройство для стабилизации прямолинейного движения прицепной асимметричной машины имеет недостатки подобные недостаткам описанного аналога, заключающиеся в отрицательном влиянии создаваемого устройством силового момента относительно точки сцепки трактора и прицепной асимметричной машины в горизонтальной плоскости на управляемость при выполнении прямолинейного рабочего хода и ухудшении условий поворота.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является разработка стабилизирующего устройства прямолинейного движения прицепной асимметричной машины, обеспечивающего прямолинейность рабочего хода прицепной асимметричной машины и не вызывающего появления силового момента относительно точки сцепки машины с трактором, отрицательно влияющего на управляемость его при выполнении прямолинейного рабочего хода.

Техническая проблема решается за счет того, что в сравнении с прототипом передняя и задняя части тягового рычага связаны между собой телескопическим соединением, при этом задняя часть тягового рычага выполнена в виде трубы, внутри которой размещена с возможностью осевого перемещения передняя часть тягового рычага и пружина растяжения, соединенная одним концом с передней частью тягового рычага, а другим концом соединенная с задней частью тягового рычага, причем на задней части тягового рычага установлен подающий гидроцилиндр одностороннего действия, шток которого соединен с передней частью тягового рычага, при этом левое опорное колесо выполнено меньшего диаметра в сравнении с правым колесом, причем левое и правое опорные колеса закреплены посредством неподвижных соединений на валах, установленных в подшипниках, закрепленных на раме машины, при этом между валами правого и левого колес машины закреплен посредством подшипников на раме машины соосно валу правого колеса промежуточный вал, соединенный через карданный вал с валом левого колеса и связанный с валом правого колеса через фрикционную муфту, одна из полумуфт которой соединена неподвижным соединением с промежуточным валом, а вторая полумуфта установлена на валу правого колеса с возможностью осевого перемещения и соединена со штоком исполнительного гидроцилиндра, закрепленного на раме машины параллельно осям валов колес машины, причем штоковая полость подающего цилиндра связана посредством гидромагистрали с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено предложенное стабилизирующее устройство прямолинейного движения прицепной асимметричной машины.

Фиг.1 – схема установки стабилизирующего устройства прямолинейного движения прицепной асимметричной машины на машинно-тракторном агрегате – вид сверху.

Стабилизирующее устройство прямолинейного движения прицепной асимметричной машины содержит тяговый рычаг, включающий переднюю часть 1, связанную с трактором 2 через шарнирное крепление 3, и заднюю часть 4, соединенную посредством неподвижного крепления с рамой 5 прицепной машины, опирающейся на опорную поверхность движения через левое колесо 6, расположенное в стороне противоположной асимметричной части прицепной машины и правое колесо 7, расположенное в стороне асимметричной части машины. Передняя и задняя части тягового рычага 1 и 4 связаны между собой телескопическим соединением, при этом задняя часть 4 тягового рычага выполнена в виде трубы, внутри которой размещена с возможностью осевого перемещения передняя часть 1 тягового рычага и пружина растяжения 8, подтягивающая переднюю часть 1 тягового рычага внутрь задней части 4 тягового рычага. На задней части 4 тягового рычага установлен подающий гидроцилиндр 9 одностороннего действия, шток 10 которого соединен с передней частью 1 тягового рычага посредством шарнира 11, при этом левое опорное колесо 6 выполнено меньшего диаметра в сравнении с правым колесом 7, причем левое колесо 6 закреплено посредством неподвижного соединения на валу 12, установленном в подшипниках 13, закрепленных на раме 5, а правое колесо закреплено посредством неподвижного соединения на валу 14, установленном в подшипниках 15, закрепленных на раме 5. Между валами 12 и 14 правого и левого колес 6 и 7 машины закреплен посредством подшипников 16 на раме 5 машины соосно валу 14 правого колеса 7 промежуточный вал 17, соединенный через карданный вал 18 с валом 12 левого колеса 6 и связанный с валом 14 правого колеса 7 через фрикционную муфту, состоящую из двух полумуфт 19 и 20. Полумуфта 19 соединена неподвижным соединением с промежуточным валом 17, а полумуфта 20 установлена на валу 14 правого колеса 7 с возможностью осевого перемещения и соединена через вилку 21 со штоком 22 исполнительного гидроцилиндра 23, закрепленного на раме машины параллельно оси вала 14 правого колеса 7 машины, при этом вилка 21 связана со штоком 22 неподвижным соединением. Штоковая полость А подающего гидроцилиндра 9 связана гидромагистралью 24 с поршневой полостью Б исполнительного гидроцилиндра 23.

Работает стабилизирующее устройство прямолинейного движения прицепной асимметричной машины следующим образом.

При прямолинейном движении трактора 2 с асимметричной машиной на холостом ходу (технологическая операция не выполняется), а также при выполнении поворотов, сопротивление машины определяется сопротивлением качению ее колес 6 и 7, при этом пружина растяжения 8, установленная во внутренней задней части 4 тягового рычага, препятствует вытягиванию передней части 1 тягового рычага относительно задней части 4. Фрикционная муфта находится в разомкнутом состоянии и не обеспечивает в этом случае кинематической связи между левым и правым колесами 6 и 7 асимметричной машины, что позволяет трактору 2 с асимметричной машиной совершать повороты без скольжения ее колес.

При выполнении технологической операции (например при скашивании урожая кормовых культур для животных), от взаимодействия с обрабатываемым материалом асимметрично расположенных рабочих органов 25 прицепной асимметричной машины, расположенных справа от продольной оси трактора 2, а также от силы сопротивления качению асимметрично расположенного правого ходового колеса 7 прицепной асимметричной машины, образуется отклоняющий силовой момент относительно шарнирного соединения 3 прицепной асимметричной машины с трактором 2, стремящийся отклонить прицепную асимметричную машину от прямолинейной траектории трактора 2 в сторону противоположную ее асимметричной части. Сопротивление прицепной асимметричной машины, связанное с сопротивлением, возникающим от взаимодействия ее рабочих органов 25 с обрабатываемым материалом и сопротивлением качению ходовых колес 6 и 7, вызывает продольное растягивающее усилие на тяговом рычаге. В результате этого передняя часть 1 тягового рычага выдвигается из его внутренней части 4, преодолевая сопротивление пружины растяжения 8, при этом соединенный с передней частью 1 тягового рычага шток 10 подающего гидроцилиндра 9 выдвигается из его корпуса, закрепленного на задней части тягового рычага 4. Рабочая жидкость перемещается из штоковой полости А подающего гидроцилиндра 9 в поршневую полость Б исполнительного гидроцилиндра 23, закрепленного на раме 5 прицепной асимметричной машины. В результате этого шток 22 исполнительного гидроцилиндра 23 выдвигается из его корпуса и через вилку 21 передает осевое усилие на подвижную полумуфту 20, обеспечивая ее поджатие к неподвижной полумуфте 19. При этом усилие поджатия полумуфты 20 к полумуфте 19 зависит от силы сопротивления движению прицепной асимметричной машины. Сила сопротивления движению прицепной асимметричной машины при выполнении технологической операции вызывает продольное усилие, приложенное к передней части 1 тягового рычага, и определяет величину давления рабочей жидкости в гидромагистрали 24.

Из-за разности диаметров ходовых колес машины (D_лев меньше D_прав) угловая скорость на промежуточном валу 17, кинематически связанном через карданный вал 18 с левым ходовым колесом 6, больше чем на валу 14 правого колеса.

Поскольку правое и левое ходовые колеса 6,7 машины кинематически связаны между собой, при прямолинейном движении машины из-за разности диаметров колес 6,7 образуется силовой скручивающий момент, который передается от левого ходового колеса через карданный вал 18, промежуточный вал 17 и вал 14 правого колеса 7 на правое колесо 7. При этом возникает подтормаживание левого колеса 6, расположенного в стороне противоположной асимметричной части машины, и образование движущей силы на правом асимметрично расположенном колесе 7.

Образующаяся на правом асимметрично расположенном колесе 7 машины движущая сила препятствует отклоняющей прицепную асимметричную машину силе, приложенной к правому асимметрично расположенному колесу 7, равной сумме силы сопротивления качению правого колеса 7 и составлявшей части силы сопротивления, возникающей от взаимодействия рабочих органов 25 машины с обрабатываемым материалом на рабочем ходу.

Равновесие движущей силы, образующейся на правом асимметрично-расположенном колесе 7 машины, и сил сопротивления обеспечивается величиной силового момента, передаваемого от вала 12 через карданный и промежуточный валы 18, 17 и фрикционную муфту (при относительном проскальзывании ее полумуфт 19, 20) на вал правого колеса 14. Необходимая величина силового момента, передаваемого на правое асимметрично расположенное колесо 7 достигается усилием сжатия подвижной и неподвижной полумуфт 19 и 20 фрикционной муфты. При этом усилие сжатия полумуфт 19 и 20, обеспечиваемое исполнительным гидроцилиндром 23, пропорционально зависит от силы сопротивления движению рабочей машины, вызывающей растяжение пружины сжатия 8 и разжатие подающего гидроцилиндра 9, обеспечивающего давление в рабочей полости Б исполнительного гидроцилиндра 23, а также от жесткости пружины растяжения 8.

Подбором жесткости пружины растяжения 8 регулируется величина перемещения передней части 1 тягового рычага относительно его задней части 4 в сторону трактора 2, а также регулируется величина выдвижения штока 10 подающего гидроцилиндра 9, создающего давление в магистрали 24, соединяющей подающий и исполнительный гидроцилиндры 9 и 23.

Технический результат заключается в том, что такое выполнение предлагаемого стабилизирующего устройства прямолинейного движения прицепной асимметричной машины обеспечит образование движущей силы на правом асимметрично расположенном ходовом колесе асимметричной прицепной машины, препятствующей отклонению машины в сторону противоположную ее асимметричной части, при этом в сравнении с прототипом устройство не вызывает появления силового отклоняющего момента, действующего на трактор относительно точки сцепки его с машиной, отрицательно влияющего на управляемость трактора при выполнении рабочего хода. Это позволит повысить устойчивость прямолинейного движения прицепной асимметричной машины и машинно-тракторного агрегата в целом и будет способствовать улучшению качества выполняемых технологических операций.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Стабилизирующее устройство прямолинейного движения прицепной асимметричной машины содержит тяговый рычаг, включающий переднюю часть (1), связанную с трактором (2) через шарнирное крепление (3), и заднюю часть (4), соединенную посредством неподвижного крепления с рамой (5), опирающейся на опорную поверхность движения через левое колесо (6), расположенное в стороне, противоположной асимметричной части прицепной машины, и правое колесо (7), расположенное в стороне асимметричной части машины. Передняя и задняя части (1 и 4) тягового рычага связаны между собой телескопическим соединением. Задняя часть (4) тягового рычага выполнена в виде трубы, внутри которой размещена с возможностью осевого перемещения передняя часть (1) тягового рычага и пружина растяжения (8), соединенная одним концом с передней частью (1) тягового рычага, другим концом соединенная с задней частью (4) тягового рычага. На задней части (4) тягового рычага установлен подающий гидроцилиндр (9) одностороннего действия, шток (10) которого соединен с передней частью (1) тягового рычага. Левое опорное колесо (6) выполнено меньшего диаметра в сравнении с правым колесом (7). Левое и правое опорные колеса (6 и 7) закреплены посредством неподвижных соединений на валах (12 и 14), установленных в подшипниках (13 и 15), закрепленных на раме (5) машины. Между валами (12 и 14) правого и левого колес (6 и 7) машины закреплен посредством подшипников (16) на раме (5) машины соосно валу (14) правого колеса (7) промежуточный вал (17), соединенный через карданный вал (18) с валом (12) левого колеса (6) и связанный с валом (14) правого колеса (7) через фрикционную муфту. Одна из полумуфт (19) фрикционной муфты соединена неподвижным соединением с промежуточным валом (17), а вторая полумуфта (20) установлена на валу (14) правого колеса (7) с возможностью осевого перемещения и соединена со штоком (22) исполнительного гидроцилиндра (23), закрепленного на раме (5) машины параллельно осям валов (12 и 14) колес (6 и 7) машины. Штоковая полость (А) подающего цилиндра (9) связана посредством гидромагистрали (24) с поршневой полостью (Б) исполнительного гидроцилиндра (23). Обеспечивается прямолинейность рабочего хода прицепной асимметричной машины без появления силового момента относительно точки сцепки машины с трактором, отрицательно влияющего на управляемость его при выполнении прямолинейного рабочего хода. 1 ил.

Стабилизирующее устройство прямолинейного движения прицепной асимметричной машины, содержащее тяговый рычаг, включающий переднюю часть, связанную с трактором через шарнирное крепление, и заднюю часть, соединенную посредством неподвижного крепления с рамой, опирающейся на опорную поверхность движения через левое колесо, расположенное в стороне, противоположной асимметричной части прицепной машины, и правое колесо, расположенное в стороне асимметричной части машины, отличающееся тем, что передняя и задняя части тягового рычага связаны между собой телескопическим соединением, при этом задняя часть тягового рычага выполнена в виде трубы, внутри которой размещена с возможностью осевого перемещения передняя часть тягового рычага и пружина растяжения, соединенная одним концом с передней частью тягового рычага, а другим концом соединенная с задней частью тягового рычага, причем на задней части тягового рычага установлен подающий гидроцилиндр одностороннего действия, шток которого соединен с передней частью тягового рычага, при этом левое опорное колесо выполнено меньшего диаметра в сравнении с правым колесом, причем левое и правое опорные колеса закреплены посредством неподвижных соединений на валах, установленных в подшипниках, закрепленных на раме машины, при этом между валами правого и левого колес машины закреплен посредством подшипников на раме машины соосно валу правого колеса промежуточный вал, соединенный через карданный вал с валом левого колеса и связанный с валом правого колеса через фрикционную муфту, одна из полумуфт которой соединена неподвижным соединением с промежуточным валом, а вторая полумуфта установлена на валу правого колеса с возможностью осевого перемещения и соединена со штоком исполнительного гидроцилиндра, закрепленного на раме машины параллельно осям валов колес машины, причем штоковая полость подающего цилиндра связана посредством гидромагистрали с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра.