МЕХАНИЗМ НАВЕСКИ ТРАКТОРА
MECHANISM OF TRACTOR HITCH

Изобретение относится к лесохозяйственному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к механизмам навески почвообрабатывающих орудий на трактор.
Известен навесной плуг, включающий раму с рабочими органами, присоединительный треугольник, раскос, гидроцилиндр поворота рамы, шток которого шарнирно соединен с верхней тягой механизма навески трактора и верхней частью присоединительного треугольника. При этом в верхней части присоединительного треугольника выполнен продольный паз, в котором смонтирован шарнир соединения верхней тяги со штоком гидроцилиндра, а гидроцилиндр установлен на раскосе, жестко закрепленном на раме и присоединительном треугольнике (SU, АС №1736358, МПК А01В 63/111, 3/36. Навесной плуг / В.М. Мацепуро, А.Х. Елоев, В.А. Семенов (СССР). - Заявка №4758207/15; заявл. 15.11.1989; опубл. 30.05.1992. Бюл. №20).
Механизм навески такого плуга не в состоянии обеспечить дисковым рабочим органам необходимое качество обработки почвы, так как его конструкция исключает возможность путем регулирования установки благоприятного положения мгновенного центра вращения (МЦВ) звеньев навесного устройства в рабочем положении при агрегатировании трактора с навесными безопорными дисковыми орудиями.
Известно устройство для навески сельхозорудий, содержащее направляющую и расположенную на ней тележку с автосцепкой, снабженную приводом, тяговой цепью с шипом и направляющей, в которой выполнен продольный паз с размещенным в нем вкладышем (SU, АС №1724043, МПК А01В 63/02. Устройство для навески сельхозорудий / Н.И. Хабрат (СССР). - Заявка №4741212/15; заявл. 27.09.1989; опубл. 07.04.1992. Бюл. №13).
Это устройство сложное и громоздкое по конструкции, а наличие в нем цепной передачи делает его ненадежным при навешивании на него лесных орудий для работы в тяжелых условиях лесных вырубок.
Известен трехточечный навесной механизм для трактора, включающий верхнюю и нижние тяги, гидроцилиндр, присоединительный треугольник, выполненный в виде горизонтальной балки и изменяемой по высоте с помощью направляющей и гидроцилиндра вертикальной стойки (Патент Франции №2929487, дата выдачи 09.10.09; заявка №0801911 от 07.04.08).
Недостаток этого навесного механизма заключается в его неспособности регулирования положения МЦВ звеньев навесного механизма по вертикали в необходимых пределах для обеспечения гарантированного заглубления и устойчивого движения дисковых рабочих органов на заданной глубине обработки.
Известен параллелограммный механизм навески орудия на трактор, содержащий верхнюю и нижнюю тяги, треугольное звено, связывающее задние концы тяг, стойку орудия и подъемное устройство, причем треугольное звено связано со стойкой подвижно в вертикальном направлении и между ними установлен гидроцилиндр (SU, А.с. №364280, МПК А01В 59/04. Параллелограммный механизм навески на трактор / Б.М. Варламов, В.Н. Соколов (СССР). - Заявка №1494655/30-15; заявл. 30.11.1970; опубл. 28.12.1972. Бюл. №5).
Недостатком этого механизма является невозможность регулирования угла наклона верхней тяги с целью обеспечения оптимального местоположения МЦВ звеньев параллелограммного механизма, так как верхнее присоединительное отверстие на треугольном звене выполнено не регулируемым по высоте. По этой же причине для разных типов орудий необходим свой механизм навески, что вынуждает механизаторов иметь в наличии несколько таких механизмов разных типоразмеров.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является механизм навески почвообрабатывающего орудия на трактор, включающий  шарнирно закрепленные на тракторе нижние тяги, соединенные раскосами с подъемными рычагами, верхнюю тягу с регулировочной муфтой и амортизатором, закрепленный на тракторе вертикально кронштейн с отверстиями, приводные рычаги, вал и гидропривод (US 6443236 В1, 03.09.2002, кол-во с. - 11, формула, реферат, фиг. 1).
Недостатком такого механизма является его неспособность обеспечить надежное заглубление дисковых рабочих органов лесохозяйственных орудий в условиях нераскорчеванных вырубок, так как мгновенный центр вращения (МЦВ) звеньев этого навесного механизма расположен высоко над поверхностью почвы. Вследствие этого вертикальная составляющая силы тяги трактора, приведенная к оси дискового рабочего органа, направлена вверх и противодействует надежному заглублению последнего.
Сущность заявленного изобретения заключается в обеспечении механизмом навески почвообрабатывающего орудия на трактор принудительного заглубления дисковых рабочих органов за счет расположения МЦВ его звеньев в наиболее благоприятной области, расположенной ниже поверхности почвы. Этот эффект достигается путем регулирования угла наклона верхней тяги с помощью предусмотренных дополнительных присоединительных отверстий в проушине, закрепленной в верхней части треугольного звена, а также за счет вертикального перемещения стойки орудия на необходимую высоту с помощью гидроцилиндра. В отличие от традиционного расположения МЦВ звеньев известных механизмов навески почвообрабатывающих орудий на трактор, располагаемого по высоте на уровне оси подвеса орудия (оси передних концов нижних тяг), предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить необходимую заглубляемость и устойчивый ход дисковых рабочих органов на заданной глубине обработки задернелых лесных почв, без применения значительного по величине догружателя в виде балласта.
Технический результат - повышение заглубляющей способности и стабильности хода на заданной глубине обработки дисковых рабочих органов навесных лесохозяйственных и сельскохозяйственных орудий и достижение таким образом необходимого качества обработки почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной конструкции механизма навески почвообрабатывающего орудия на трактор, содержащего верхнюю и нижние тяги, треугольное звено, связывающее задние концы тяг, стойку орудия, соединенную с треугольным звеном подвижно в вертикальном направлении и между ними установленный гидроцилиндр, в верхней части треугольного звена либо неподвижно установлена проушина, на вертикальной оси которой имеется несколько присоединительных отверстий, либо проушина выполнена подвижно с помощью вертикальной направляющей и гидроцилиндра, закрепленных на треугольном звене.
На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый механизм навески почвообрабатывающего орудия на трактор с дисковым орудием в рабочем и транспортном положениях, вид сбоку; на фиг. 2 представлена схема возможных положений точек МЦВ пересечений продолжений проекций верхней и нижних тяг на продольно-вертикальную плоскость механизма в зависимости от расположения отверстия в проушине при присоединении к нему заднего конца верхней тяги, а также от возможных положений стойки орудия относительно треугольного звена, вид сбоку; на фиг. 3 показана схема варианта исполнения проушины, выполненной подвижно с помощью направляющей и гидроцилиндра, закрепленных на треугольном звене.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения заключаются в следующем.
Механизм навески почвообрабатывающего орудия на трактор состоит из верхней 1 и нижних 2 тяг, треугольного звена 3, связывающего задние концы тяг, а также стойку 4 орудия 5, соединенной с треугольным звеном подвижно в вертикальном направлении с помощью закрепленной на нем направляющей 6 и установленного между треугольным звеном и стойкой гидроцилиндра 7. Для подсоединения верхней тяги 1 к треугольному звену 3 в верхней его части закреплена проушина 8, на вертикальной оси которой выполнено несколько присоединительных отверстий.
В другом варианте механизма проушина 8 выполнена подвижной с помощью направляющей 9 и гидроцилиндра 10, закрепленных на треугольном звене 3.
Механизм навески почвообрабатывающего орудия на трактор работает следующим образом. Перед началом движения агрегата, в зависимости от твердости и состояния обрабатываемой почвы, задний конец верхней тяги 1 устанавливают в соответствующее присоединительное отверстие проушины 8, а положение стойки 4 орудия 5 относительно треугольного звена 3 выставляют на соответствующую высоту с помощью гидроцилиндра 7.
Аналогично выполняют регулировку в варианте исполнения механизма с подвижной проушиной 8 в направляющей 9, для чего используют гидроцилиндр 10.
Tz
При движении агрегата на лесных и сельскохозяйственных объектах рабочие органы 11 вначале заглубляются на заданную глубину обработки, а затем надежно удерживаются на ней механизмом навески почвообрабатывающего орудия на трактор, благодаря совместному воздействию на рабочие органы силы веса орудия и вертикальной составляющей силы тяги трактора P, приведенной к оси дискового рабочего органа. При этом устойчивый ход дисков на заданной глубине обработки достигается за счет такой регулировки механизма, при которой суммарное значение обоих указанных сил примерно уравновешивают величину вертикальной составляющей реакции почвы, действующей на дисковые рабочие органы орудия.
Перевод орудия 5 из рабочего А в транспортное Б положение осуществляется нижними тягами 2 с помощью штока 12 гидроцилиндра механизма гидропривода навески трактора 13, посредством приводных 14 и подъемных 15 рычагов, а также раскосов 16. Кроме этого, дополнительно, орудие подтягивается вверх на максимальную высоту гидроцилиндром 7.
1min2
1min4
1max2
1max4
Tz
На сельскохозяйственных и особенно на лесных объектах твердость и плотность почвы часто изменяется в широком диапазоне, даже в пределах короткого гона, что существенно влияет на стабильность хода рабочих органов на заданной глубине обработки. Этот недостаток частично устраняется предлагаемым механизмом навески почвообрабатывающего орудия на трактор следующим образом. В случае, например, местного относительно незначительного повышения твердости и плотности почвы, дисковые рабочие органы 11 выглубляются, а вместе с ними поднимается вверх и само орудие 5. Соответственно верхний 1 и нижние 2 тяги механизма, поворачиваясь относительно осей своих передних концов в направлении против часовой стрелки, вызывают перемещение его МЦВ из установленного положения в диапазоне от МЦВ … МЦВ до более низкого положения по высоте - МЦВ … МЦВ. Это приводит к повышению величины усилия P, благодаря чему рабочие органы возвращаются на заданную глубину обработки. При более значительном увеличении твердости и плотности почвы тракторист, с рабочего места, не останавливая агрегат, с помощью гидроцилиндра 7 и гидрораспределителя гидросистемы трактора, может дополнительно выпустить стойку 4 из направляющей 6 и таким образом установить соответствующее этим условиям оптимальное положение МЦВ звеньев механизма навески почвообрабатывающего орудия на трактор.
Таким образом, предложенная конструкция механизма навески почвообрабатывающего орудия на трактор обеспечивает автоматически, а в особо тяжелых условиях работы в ручном варианте без остановки агрегата, возможность компенсирования в широких пределах колебаний усилий на рабочих органах дисковых орудий. Она позволяет повысить качество обработки почвы лесохозяйственных и сельскохозяйственных почвообрабатывающих орудий и особенно с дисковыми рабочими органами за счет повышения их  заглубляющей способности и стабильности хода на заданной глубине обработки. Кроме этого, в отличие от традиционных механизмов навески почвообрабатывающих орудий на трактор, МЦВ которых расположен на высоте, равной или выше оси подвеса орудия, предлагаемое техническое решение обеспечивает надежную работу дисковых орудий без использования бесполезно возимого значительного по массе балласта.