УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПНОГО ВЕСА МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Полезная модель относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использована в машинно-тракторных агрегатах при выполнении сельскохозяйственных работ для увеличения сцепления агрегата с почвой и уменьшения буксования.
Известен автопоезд, содержащий тягач и активный прицеп с механическим приводом колес от тягача, дышло, связанное с опорно-поворотным устройством, и механизм передачи мощности от тягача к прицепу в виде одноступенчатого редуктора (авт. св. №93057790, кл. В62D 63/08, В62D 53/02, В62D 59/04). Задний ведущий мост тягача соединен карданным валом через редуктор с осью моста прицепа, причем редуктор установлен на ведущем мосту прицепа, пульт управления редуктором - на борту прицепа, а карданный вал связан с дышлом шарнирной подвеской.
Недостатком данной конструкции является ее сложность и снижение КПД трансмиссии в целом из-за увеличения числа агрегатов, принимающих участие в передаче крутящего момента.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство повышения силы сцепления на ведущих колесах автопоезда (патент на пол. модель № RU 76884, кл В62D 63/00), содержащее тяговый крюк и сцепную петлю дышла прицепа, соединяющих автомобиль-тягач и прицеп. Тяговый крюк и сцепная петля дышла дополнительно соединены жесткой сцепкой, прицеп и тягач соединены тросом, закрепленным одним концом на сцепной петле дышла прицепа, а другим концом на дополнительном тяговом крюке. Трос имеет промежуточную опору с роликом и механизмом натяжения.
Недостатком изобретения является ненадежная фиксация частей сцепки и необходимость дополнительных регулировок при смене прицепа.
Цель изобретения: обеспечение надежной фиксации всех частей сцепного устройства и увеличение сцепного веса машинно-тракторного агрегата.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата, включающее дышло прицепа и дополнительную жесткую сцепку в виде троса, в отличие от прототипа, концы троса закреплены неподвижно через промежуточные опоры в виде натяжного, верхнего и нижнего силовых шкивов, при этом натяжной шкив неподвижно закреплен на кронштейне дышла, а верхний и нижний силовые шкивы жестко закреплены на раме трактора, дышло прицепа соединено с трактором серьгой сцепного устройства и пальцем через демпфирующую пружину.
Устройство для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата может включать в качестве прицепа сельскохозяйственные машины при выполнении работ в поле или транспортировке по дороге.
Технический результат направлен на повышение силы сцепления колеса с дорогой путем увеличения сцепной массы, в следствие чего увеличивается сила тяги на ведущих колесах.
В результате патентного поиска авторами не обнаружено идентичное техническое решение с достижением аналогичного результата, что доказывает соответствие технического решения критерию «новизна».
На фиг.1 представлен общий вид устройства для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата.
На фиг.2 представлена система сил, действующая при работе устройства для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата.
Устройство для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата состоит из натяжного шкива 3, троса 4, верхнего 5 и нижнего 6 силовых шкивов. Ось шкива 3 закреплена в кронштейне, который приварен к дышлу 2 прицепного орудия 1. Верхний и нижний силовые шкивы вращаются на осях кронштейнов, которые приварены к раме самого трактора. Верхний и нижний концы троса закреплены так же неподвижно. Дышло закреплено в серьге прицепного устройства 9 с помощью стального пальца 8. В сцепное устройство входит демпфирующая пружина 7, которая предназначена для снижения ударных нагрузок на раму машинно-тракторного агрегата и соединительные элементы самого сцепного устройства.
f
Устройство для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата работает следующим образом. При равномерном движении трактора и постоянном сопротивлении P прицепного орудия 1 демпфирующая пружина 7 в силу определенной жесткости работает в заданном интервале, сохраняя общую длину самой пружины. Сила сцепления машинно-тракторного агрегата в этом случае равна силе сцепления ведущих колес:
сц
сц.вед.колес
G=G
f
При увеличении сопротивления P прицепного орудия демпфирующая пружина сцепного устройства сжимается под давлением серьги 9, жестко закрепленной пальцем 8 на дышле 2 прицепного орудия. Со стороны сжимаемой пружины возникает сила упругости
упр
F=с·Δ,
где с - жесткость пружины, Н/м; Δ - деформация пружины.
упр
F-F1
Увеличивается расстояние между трактором и прицепным орудием, и как следствие увеличивается расстояние между осями натяжного 3, верхнего 5 и нижнего 6 силовых цилиндров. Это приводит к растяжению и деформации троса 4, а так же к переносу силы упругости F к центру натяжного шкива, где возникает пара сил  с моментом М:
F-F1
упр
a
a
M=F·=c·Δ·,
где а - кратчайшее расстояние между осями дышла и натяжного шкива
Момент пары сил  выражается через силы  и :
F-F1
M=F·2r,
где r - радиус натяжного шкива.
1
2
1
2
Малодеформирующийся трос натягивается шкивом, находящимся на дышле прицепного орудия. За счет возникновения нормальных сил в ветвях троса N и N, увеличивается давление на верхний и нижний силовые шкивы. Приращение сцепного веса обусловлено вертикальными составляющими сил натяжения троса G и G:
1
1
G=N·Cos(α),
2
2
G=N·Cos(β),
Дополнительный сцепной вес машинно-тракторного агрегата в этом случае равен:
дoп.cц
1
2
G=G+G,
доп.сц
При действии дополнительного сцепного веса G общий сцепной вес ведущих колес составит:
сц
сц.вед.колес
доп.сц
G=G+G
сц.вед.колес
где G - сцепной вес ведущих колес без работы устройства.
После преодоления опасного участка дороги пружина возвращается в исходное состояние под действием сил упругости, при этом натяжение троса ослабевает и машинно-тракторный агрегат работает в обычном режиме.
Таким образом, использование устройства для увеличения сцепного веса машинно-тракторного агрегата действительно повышает сцепной вес и снижает буксование машинно-тракторного агрегата.
Данное устройство преимущественно используется на мокрых грунтовых дорогах при выполнении сельскохозяйственных работ.