Оборотный плуг для гладкой пахоты

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах оборотного плуга для глубокой пахоты. Сущность изобретения: плуг включает навеску 1, поворотную раму с право- 3 и левооборачивающими 4 органами, кривошип 5, жестко связанный с рамой, шатун 6 и водило 7. Шток гидроцилиндра 9 присоединен шарнирно к общей точке 10 шатуна 6 и водила 7. При этом шатун 6 присоединен к кривошипу 5 шарнирно в точке 14, а водило 7 присоединено к навеске 1 в точке 15, лежащей ниже центра 11 поворота рамы. Гидроцилиндр 9 присоединен к навеске 1 шарнирно в точке 16, которая расположена по отношению к оси подвеса 15 водила 7 в противоположном квадрате. Упоры 12 и 13 на навеске обеспечивают горизонтальное положение рамы при работе. На рисунке показаны три основных положения рамы: 1 - рабочее положение левооборачивающими рабочими органами, 2 - транспортное положение, 3 - рабочее положение правооборачивающими рабочими органами. 1 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим машинам для основной обработки почвы.

Известны оборотные плуги для гладкой пахоты, включающие навеску и установленные на ней поворотную на 180^o в поперечно-вертикальной плоскости раму с право- и левооборачивающими корпусами, связанную реверсивным гидросиловым механизмом, включающим кривошип, присоединенный к поворотной раме, и гидроцилиндр, присоединенный к навеске, а штоком к кривошипу (например, заявка Великобритании N 1594594, кл A 01 B 3/40, 1981), осуществляющие, так называемый, "верхний" поворот, при котором рама после поворота укладывается на упоры навески с движением от угла до упора.

К отрицательным особенностям этого устройства-аналога можно отнести: усложненную гидравлическую систему управления гидроцилиндром реверсирования поворотной рамы, связанную с необходимостью автоматического переключения потока жидкости в момент достижения корпусами верхнего - горизонтального равновесного положения (оно же транспортное) при осуществлении характерного для этого типа механизмов инерционного перехода рамы через верхнее мертвое (для этого вида кинематики) положение, которое, к тому же, должно быть сдублировано с ручным управлением для удержания рамы в этом положении для дальнего транспортирования; невозможность обеспечения реверсирования рамы с замедлением перед укладкой на упоры навески без дросселирования потока масла, поступающего в гидроцилиндр поворота, поскольку подвод рамы к опорам осуществляется при максимальном плече кривошипа, а переход через верхнее положение при нулевом плече кривошипа осуществляется за счет разгона, т.е. здесь налицо два взаимоисключающих начала необходимость разгона для перехода верхнего мертвого положения, которое должно осуществляться без дросселирования и замедления, необходимое для опускания рамы на упоры навески, требующее дросселирование потока, что невозможно осуществить без наличия дорогостоящей прецизионной автоматики, надежной и рассчитанной на весь срок эксплуатации плуга; повышенные инерционные нагрузки, возникающие из-за ускоренного подхода рамы к опорам навески, приводят к недопустимым с эксплуатационной точки зрения соударениям рамы с навеской, передающимся на весь трактор, при возможности образования гидроударов в гидросистеме трактора, разрушающих последнюю; при этом работоспособность аналога зависит от надежности как автоматики в гидравлической системе реверсирования, обеспечивающей синхронность переключения потока, так и гидросистемы трактора по давлению и расходу масла, что весьма сомнительно для гидроустройств, работающих в сложных полевых условиях, а это не позволяет поддерживать указанные параметры на требуемом уровне-происходят недовороты: без перехода рамы через мертвое положение и ее возврат в исходное положение, что недопустимо с точки зрения выполнения технологического процесса и соблюдения техники безопасности.

Известен оборотный плуг по патенту США N 4150723, кл A 01 3/44 для гладкой пахоты, имеющий упрощенную механо-гидравлическую систему реверсирования поворотной рамы, в которой переход через верхнее мертвое положение осуществляется без необходимости автоматического изменения направления потоков масла, как в аналоге, и осуществления разгона ее на подходе к нему, поскольку взаимодействие силового цилиндра с механической системой реверсирования обеспечивает создание противомомента на всем протяжении от опоры до опоры. При этом имеет место упрощенное управление силовым гидроцилиндром системы реверсирования управлением тракторным гидрораспределителем с места водителя, позволяющим при использовании ручного управления произвести остановку рамы в момент перехода верхнего положения для дальнего транспортирования орудия.

Это устройство, содержащее навеску и установленную на ней поворотную на 180^o в поперечно-вертикальной плоскости раму с право- и левооборачивающими корпусами, связанную реверсивно-силовым механизмом, имеющим кривошип, связанный с поворотной рамой, водило и шатун, к концу которого присоединен шток гидроцилиндра, а другой конец гидроцилиндра и водила присоединен к навеске, причем шатун выполнен в виде двуплечего рычага, а гидроцилиндр установлен в одном квадранте с водилом, принимается нами за прототип.

Отрицательные особенности прототипа: неодинаковые угловые скорости в заданном угловом диапазоне при переводе рамы из правого положения в левое и обратно и максимальном разгоне при подходе рамы к опорам навески, поскольку оно осуществляется при максимальной длине кривошипа; наличие изгибающих нагрузок, действующих на двуплечий шатун, и значительное число силовых шарниров, усложняющих конструкцию этого механизма; размещение водила в одном квадранте с гидроцилиндром и выполнение шатуна в виде двуплечего рычага приводит к необходимости высокого расположения точки присоединения гидроцилиндра к навеске и к неоправданному увеличению ее высоты и повышению металлоемкости орудия.

Указанные отрицательные особенности этого устройства приводят к усложнению эксплуатации этого устройства при значительном увеличении стоимости плуга.

Цель изобретения обеспечение постоянной угловой скорости реверсирования в заданном угловом диапазоне при переводе из правого положения в левое и обратно, а также равного замедления при укладке рамы на навеску.

Указанная цель достигается тем, что водило присоединено к шарниру, связывающему шатун со штоком гидроцилиндра, а шатун выполнен в виде одноплечего рычага, причем длина кривошипа, шатуна, водила и расстояние между точками присоединения водила и центра поворота рамы находятся в соотношении 1: 1,6: 3,5:2,6, а точка присоединения водила к навеске расположена ниже оси поворота рамы в противоположном от точки присоединения гидроцилиндра квадранте.

Конструкция оборотного плуга поясняется чертежом. На чертеже показаны три основных положения поворотной рамы I правое, II верхнее, III левое, правое основными линиями, верхнее (транспортное) равновесное тонкими сплошными линиями и левое пунктирными.

В конструкцию плуга входят: навеска 1, поворотная рама 2, правооборачивающие 3 и левооборачивающие 4 корпуса, кривошип 5, жестко связанный с рамой 2, шатун 6 и водило 7. Шток гидроцилиндра 9 присоединен шарнирно к общей точке 10 шатуна 6 и водила 7, при этом шатун 6 присоединен к кривошипу 5 шарнирно в точке 14, а водило 7 присоединено к навеске 1 в точке 15, лежащей ниже центра 11 поворота рамы 2 (в прототипе эта точка расположена выше центра поворота рамы). Гидроцилиндр 9 присоединен к навеске 1 шарнирно в точке 16, которая располагается по отношению к оси подвеса 15 водила 7 противоположном квадранте. Упоры на навеске, обеспечивающие горизонтальное положение рамы при работе, 12 и 13. На чертеже теми же линиями показано три положения гидроцилиндра 9 в положении, соответствующему началу поворота рамы из правого положения в левое, или, что то же окончание поворота из левого положения в правое, при котором присоединительный конец штока находится в точке 10. Промежуточному (транспортному) положению соответствует точка 10а, а при левом положение рамы положение штока в точке 10б.

Управление гидроцилиндром реверсирования рамы ручное. Так при переводе рамы из правого в левое положение масло подается в полость гидроцилиндра, расположенную над поршнем, а при переводе из левого положения в правое масло подается в штоковую полость, т.е. в первом случае производится работа на выталкивание штока, во втором на втягивание. Началу этих движений соответствуют "поворотные" плечи p_I и p_III минимальные по отношению к "поворотному" плечу, при котором происходит переход рамы через верхнее положение p_II, причем p_III>p_I, что обеспечивает равенство противомоментов, развиваемых реверсивно-силовым механизмом в момент отвода рамы от навески и постоянства угловой скорости реверсирования при переводе из одного положения в другое при равнозамедленной укладке рамы на навеску и с одинаковым наращиванием усилия поворота рамы к переходу ее через вертикальное положение. Этому способствует оптимальное соотношение длин кривошипа, штока, водила и расстояния от оси подвеса водила до центра поворота рамы, выраженное соотношением 1:1,6:3,5:2,6.

Поскольку управление гидроцилиндром реверсирования поворотной рамы ручное, упрощается фиксирование рамы в транспортно-горизонтальном положении установкой рычага гидрораспределителя в нейтральное положение (при подходе рамы к этому положению) с дальнейшим высвобождением пружинных упоров (на чертеже не показаны), страхующее гидросиловой механизм при обеспечении надлежащих условий по технике безопасности движения агрегата по транспортным магистралям.

Работает устройство следующим образом.

В поле, сориентировав агрегат для прохода первой борозды, поскольку применение таких плугов не требует разбивки поля на загонки, производят перевод плуга из транспортного положения в рабочее. Если до поля агрегат перемещается по автомагистралям, производят удаление указанных транспортных фиксаторов и дооборот поворотной рамы 2 из горизонтального транспортного в одно из рабочих положений включением гидроцилиндра 9. Рабочий процесс начинается после опускания плуга на поверхность поля при движении трактора. В конце гона производят выглубление плуга и в момент поворота на конце поля или контура, осуществляемого, как правило, по наиболее рациональной петлевой схеме производят изменение рабочей позиции рамы 2 с разворотом ее на 180^o для подключения к работе корпусов другой направленности, что позволяет получить гладкую выровненную без свальных гребней и развальных борозд пашню при меньшем уплотнении ее закраин и более рациональном использовании площади поля.

Положительные особенности предлагаемого устройства: сокращение числа силовых шарниров в механизме реверсирования рамы и потерь на трение при большей эксплуатационной надежности и меньшей металлоемкости механизма и орудия в целом; обеспечение одинакового стартового усилия "отрыва" рамы от упоров навески как при переходе из правого в левое, так и из левого в правое положения;
применение упрощенных по конструкции рычагов реверсивного механизма;
обеспечение равного замедления при опускании рамы на навеску, исключающего воздействие инерционных нагрузок на навеску и трактор, при постоянстве угловых скоростей, как при прямом, так и при обратном повороте рамы.

Все это вместе взятое повышает надежность устройства при упрощении его эксплуатации.

К настоящему времени изготовлен опытный образец, который прошел проверку в хозяйственных условиях, реверсивное устройство которого по данному предложению может быть рекомендовано к использованию в разрабатываемом в настоящее время семействе оборотных плугов для гладкой пахоты.

Формула изобретения

Оборотный плуг для гладкой пахоты, содержащий навеску и установленную на ней поворотную на 180^o в поперечно-вертикальной плоскости раму с право- и левооборачивающими корпусами, связанную реверсивно-силовым механизмом, имеющим кривошип, связанный с поворотной рамой, водило и шатун, к концу которого присоединен шток гидроцилиндра, а другой конец гидроцилиндра и водила присоединен к навеске, отличающийся тем, что водило присоединено к шарниру, связывающему шатун со штоком гидроцилиндра, а шатун выполнен в виде одноплечего рычага, причем длина кривошипа, шатуна, водила и расстояние между точками присоединения водила и центра поворота рамы находится в соотношении 1 1, 6 3, 5 2,6, а точка присоединения водила к навеске расположена ниже оси поворота рамы в противоположном от точки присоединения гидроцилиндра квадранте.

РИСУНКИ

Рисунок 1