Плуг с поворотным брусом

Полезная модель «Плуг с поворотным брусом» относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для основной обработки почвы, предназначенным для отвальной гладкой вспашки.
Известен «Плуг оборотный с переменной шириной захвата» (см. патент РФ №2506732, А01В 79/00, 2014 г.), включающий несущую раму с центральной продольной балкой. Рама шарнирно соединена с поворотным брусом с возможностью его отклонения на угол α в пределах 0-45° в обе стороны относительно оси поворотного бруса. На брусе установлены плужные корпуса с возможностью их поворота на оси на угол β в пределах 0-30° в обе стороны против хода или по ходу часовой стрелки. В передней части бруса закреплен ползун. Дугообразная направляющая закреплена на нижней части несущей рамы и содержит отверстия на обоих концах для установки упора ползуна. Плужные корпуса гидроцилиндрами через штанги установлены с возможностью согласованного поворота на осях с жестко закрепленными на них рычагами и пальцами, шарнирно соединенными со штангой. Поворот плужных корпусов ограничивается упором штанги. Плужные корпуса включают установленные на поворотной стойке под углом друг другу отвалы с крыльями левого и правого оборота пласта, левого и правого лемеха
К недостаткам данного устройства можно отнести высокую конструктивную сложность устройства, а в связи с этим низкую эксплуатационную надежность и ремонтопригодность. Отсутствие с внешней стороны дугообразной направляющей пластинчатых кронштейнов для фиксации безотвальных рабочих органов, что снижает возможности данного плуга.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Многофункциональный плуг с поворотным брусом» (см. патент РФ №2618342, А01В 79/00, 2017), содержащий раму, которая выполнена из шарнирно соединенных между собой двух секций - подвижной с закрепленными на ней плужными корпусами и неподвижной с дугообразной направляющей, и механизм поворота. Плужные корпуса выполнены в виде вогнутых прямоугольных с нижней заточкой пластин и размещены симметрично и перпендикулярно на изготовленном из трубы квадратного профиля брусе подвижной секции. Пластины оснащены сзади приваренными зубовыми пальцами и парными пластинчатыми кронштейнами для крепления с помощью отверстий и пальцев. Брус снабжен приваренной вертикально консольной осью, входящей снизу в подшипниковую втулку неподвижной секции. Механизм поворота включает кинематически связанные звездочку, червячный редуктор с электродвигателем постоянного тока и цевочную рейку. Цевочная рейка закреплена на нижней стороне и выполнена из швеллера дугообразной направляющей. С внешней стороны дугообразная направляющая оснащена парными пластинчатыми кронштейнами для фиксации безотвальных рабочих органов. Рабочие органы содержат пластинчатые державки с перфорацией для переустановки по высоте. Державки оснащены приваренными спереди трубными стойками. В стойках смонтированы цилиндрические, размещенные под углом 35-38° к поверхности почвы, долота с плоской подошвой, выполненной под углом 10-13°. Сзади на державках внизу установлены дренеры или на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте плоскорезные лапы. Обеспечивается повышение функциональных возможностей плуга, упрощение конструкции механизма поворота и фиксации.
Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, имеет следующие недостатки: наличие работающих на две стороны плужных корпусов, из-за чего высоки затраты энергии, также имеются проблемы при их изготовлении, их большая металлоемкость из-за наличия большого количества составных частей, кроме этого, плужные корпуса не обеспечивают качественное крошение и переворот пласта, еще недостатком является то, что данным устройством не осуществляется прикатывание пласта, то есть функциональные возможности низкие, а также сложен механизм поворота.
Техническим результатом является снижение энергозатрат, расширение функциональных возможностей, повышение качества почвообработки, а также упрощение конструкции плуга и механизма поворота.
Технический результат достигается тем, что в полезной модели «Плуг с поворотным брусом» включающей сварную оснащенную системой навески раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций - неподвижной с передним брусом в виде дугообразной направляющей, оснащенной парными пластинчатыми кронштейнами для фиксации чизельных рабочих органов, содержащих пластинчатые державки с перфорацией для переустановки по высоте, а также для установки сзади внизу на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте дополнительного почвообрабатывающего органа, причем державки приварены к трубным стойкам со смонтированными цилиндрическими, размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы, долотами с плоской подошвой, выполненными под углом 10-13°, и подвижной в виде связанного с дугообразной направляющей и имеющего трубный квадратный профиль поворотного бруса с закрепленными на нем рабочими органами для оборота пласта, механизм поворота, при этом согласно полезной модели, рабочие органы для оборота пласта выполнены в виде двух сферических дисков со стойками и подшипниковыми узлами, оснащенными распорными гидрокомпенсационными кольцевыми элементами с уплотнителями, пружиной и масленкой, при этом сферические диски установлены на кронштейнах симметрично относительно поворотного бруса и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот чизельных рабочих органов, причем сзади поворотный брус связан с механизмом поворота, выполненным в виде размещенного в прорези бруса водила, прикрепленного к каретке, оснащенной червячным электроприводом и шестерней, кинематически связанной с рейкой, закрепленной на жестко зафиксированном к раме с помощью П-образного кронштейна поперечном брусе, причем на П-образном кронштейне параллельно поперечному брусу шарнирно и с возможностью изменения высоты установлен прикатывающий каток, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде плоскорезной лапы, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде дренера, причем сферические диски выполнены сплошными, причем сферические диски выполнены зубчатыми.
Новыми элементами являются то, что рабочие органы для оборота пласта выполнены в виде двух сферических дисков со стойками и подшипниковыми узлами, оснащенными распорными гидрокомпенсационными кольцевыми элементами с уплотнителями, пружиной и масленкой, при этом сферические диски установлены на кронштейнах симметрично относительно поворотного бруса и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот чизельных рабочих органов, причем сзади поворотный брус связан с механизмом поворота, выполненным в виде размещенного в прорези бруса водила, прикрепленного к каретке, оснащенной червячным электроприводом и шестерней, кинематически связанной с рейкой, закрепленной на жестко зафиксированном к раме с помощью П-образного кронштейна поперечном брусе, причем на П-образном кронштейне параллельно поперечному брусу шарнирно и с возможностью изменения высоты установлен прикатывающий каток, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде плоскорезной лапы, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде дренера, причем сферические диски выполнены сплошными, причем сферические диски выполнены зубчатыми.
Новизной является то, что при обработке залежных почв устанавливаются сплошные диски и чизельные рабочие органы. На старопахотных почвах устанавливаются только зубчатые диски, а чизельные рабочие органы поднимаются в нерабочее положение. Для снижения энергозатрат на залежных почвах вначале чизельный рабочий орган подрывает пласт, часть которого затем, разрезается (крошится) сплошным диском, находящимся под углом 25-30° к направлению движения, а другим диском, находящимся под углом 115-120° к направлению движения вторая часть пласта оборачивается вместе с первой. Благодаря тому, что точки пересечений проекций дисков размещены четко вслед за долотами, происходит выравнивание дна. Также благодаря прикатывающему катку производится дальнейшее выравнивание поверхностного слоя. На старопахотных почвах почва более рыхлая сопротивление дискам меньше, поэтому нет необходимости использования чизельных рабочих органов. Также новизной является размещение механизма поворота сзади, благодаря чему появляется возможность размещения прикатывающего катка и регулирование глубины обработки почвы.
На чертежах схематично представлена полезная модель «Плуг с поворотным брусом»: на Фиг. 1 - вид сверху, на Фиг. 2 - подшипниковый узел в разрезе, на Фиг. 3 - сечение А-А, когда подвижная секция совпадает с продольной осью рамы, Фиг. 4 - механизм поворота, Фиг. 5 - Вид А, Фиг. 6 - диски (зубчатый, сплошной).
Плуг с поворотным брусом содержит сварную раму 1 из шарнирно соединенных между собой двух секций неподвижной с передним брусом 2 в виде дугообразной направляющей и с задним поперечным брусом 3. Неподвижная секция рамы 1 оснащена системой навески 4, а также устанавливаемым с возможностью изменения высоты шарнирным прикатывающим катком 5. Передний брус 2 оснащен спереди парными пластинчатыми кронштейнами 6 для фиксации чизельных рабочих органов содержащих пластинчатые с перфорацией державки 7, для переустановки по высоте, а также для установки сзади на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте дополнительных почвообрабатывающих органов в виде плоскорезных лап, или дренеров внизу (на схемах не показаны). Державки 7 приварены к трубным стойкам 8 со смонтированными цилиндрическими, размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы, долотами 9 с плоской подошвой, выполненной под углом 10-13°. Подвижная секция выполнена в виде имеющего трубный квадратный профиль поворотного бруса 10, ось 11 которого шарнирно закреплена на неподвижной части рамы 1. Поворотный брус 10 оснащен приваренными кронштейнами 12, в которых установлены жестко стойки 13 с подшипниковыми узлами 14 несущие рабочие органы для оборота пласта в виде двух сферических дисков 15. При этом диски могут быть сплошными для залежных почв и зубчатыми для старопахотных почв. Сферические диски 15 установлены на кронштейнах 12 симметрично относительно поворотного бруса 10 и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот 9 чизельных рабочих органов. Подшипниковые узлы 14 и диски 15 соединены болтами. Стойки 13 жестко прикреплены к подшипниковым узлам 14. Подшипниковые узлы 14 содержат крепежную ось 16, масляную полость 17, распорные гидрокомпенсационные кольцевые элементы 18 с уплотнителями 19, пружину 20 и масленку 21. Поворотный брус 10 связан с механизмом поворота, выполненным в виде размещенного в прорези бруса 22 водила 23, прикрепленного к каретке 24 оснащенной червячным электроприводом 25 и шестерней, кинематически связанной с рейкой, закрепленной на жестко зафиксированном к раме 1 с помощью П-образного кронштейна 26 поперечного бруса 3. На П-образном кронштейне 26 параллельно поперечному брусу 3 шарнирно и с возможностью изменения высоты установлен прикатывающий каток 5.
Работа плуга обеспечивает гладкую пахоту благодаря поворотной секции рамы 1. При обработке залежных почв устанавливаются сплошные диски 15 и чизельные рабочие органы. На старопахотных почвах устанавливаются только зубчатые диски 15, а чизельные рабочие органы поднимаются в нерабочее положение. Для снижения энергозатрат на залежных почвах вначале чизельный рабочий орган долотом 9 подрывает пласт, часть которого затем, разрезается (крошится) сплошным диском 15, находящимся под углом 25-30° к направлению движения, а другим диском 15, находящимся под углом 115-120° к направлению движения вторая часть пласта оборачивается вместе с первой. Благодаря тому, что точки пересечений проекций дисков 15 размещены по следу долот 9 чизельных рабочих органов, происходит выравнивание дна. Также благодаря прикатывающему катку 5 производится дальнейшее выравнивание поверхностного слоя почвы. На старопахотных почвах почва более рыхлая сопротивление дискам 15 меньше, поэтому нет необходимости использования чизельных рабочих органов. Благодаря размещению сзади на брусе 3 каретки 24 с водилом 23, размещенным в пазу 22 поворотного бруса 10, передняя часть которого размещена в дугообразной направляющей 2 снижается напряженность шарнирного крепления 11. Червячный электропривод 25 перемещает каретку 24 и соответственно брус 10 в левое или в правое крайнее положение. Также благодаря П-образному кронштейну 26 появляется возможность закрепления на раме 1 бруса 3 и прикатывающего катка 5 и регулирования переустановкой глубины обработки почвы. Подшипниковый узел 14, благодаря пружине 20, гидрокомпенсационным элементам 18 с уплотнителями 19 воздействуют на подшипники, корректируя их посадку, чем обеспечивают надежность вращения дисков 15 то в одну, то в другую сторону.
Использование предложенной полезной модели «Плуг с поворотным брусом» обеспечит снижение энергозатрат, расширение функциональных возможностей, повышение качества почвообработки, а также упрощение конструкции плуга и механизма поворота.