ПЛУГ ПОЛНООБОРОТНЫЙ МОДУЛЬНЫЙ СО СТАБИЛИЗАТОРАМИ ДВИЖЕНИЯ
FULL-TURN MODULAR PLOWS WITH MOTION STABILIZERS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к плугам для гладкой пахоты с полным оборотом пласта.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение полного оборота пласта при вспашке почвы, что гарантирует: 1) глубокую заделку в почву растительных остатков, органических и сидеральных удобрений, семян и проростков сорняков; 2) отсутствие свальных и развальных гребней, а также борозд после последнего прохода, характерных для отвальных плугов.
Известны конструкции плугов для оборота пласта на 180° при помощи парных право-левооборачивающих корпусов с заплужниками и дополнительными устройствами (лифтерами) (фронтальный плуг; А, И. Мильцев, В, Г, Кирюхин, В. М. Короткое и В. Д, Москвичева, патент 470258); имеющих отвалы в виде ременных транспортеров (плуг фронтальный, В. В. Шаров, Б.М. Шмелев, В.А. Сакун, О.А. Сизов, Я. П. Лобачевский, В.А. Угольков, В. И. Краснощеков и. Ю.Я. Коноплев, патент 1029838); шнеков и дисков (плуг для гладкой пахоты; В, А. Сакун, В.А. Тумасов, Я.П. Лобачевский, М.С.Максименко, В.В. Шаров, Л.Н. Мигаль и В.В. Арутин, патент 140443), корпусы плуга снабжаются почвообрабатывающими дисками, закрепленными по одному на задних концах отвалов, патент РФ 2479180, Василенко Владимир Васильевич, Василенко Сергей Владимирович, Зыбин Михаил Владимирович).
Существующие конструкции полнооборотных (оборот пласта на 180°) плугов либо сложны по устройству, так как включают в себя отвалы в виде ременных транспортеров, дисков, спиральных валов, требующих привода от вала отбора мощности трактора; либо энергоемки и не обеспечивают беспрепятственное прохождение почвы через рабочие органы плуга, поскольку оборот пласта происходит при перемещении его по дну борозды в условиях повышенного трения, в стесненных условиях, при воздействии на пласт почвы различных конструктивных элементов.
Наиболее близким по способу воздействия на пласт почвы к заявляемому плугу является выбранный в качестве прототипа плуг для гладкой пахоты (авторское свидетельство N. 656563, кл,. А01В 3/36, авторы В.А. Сакун, Г.Е. Листопад, Ф.М. Маматов, И.Т. Эргашев, Я.П. Лобачевский, М.С. Максименко, С.А. Золотарев и И.Г. Темиров). Плуг для вспашки почв под хлопчатник состоит из рамы, плужных корпусов, направляющих пластин с рабочими поверхностями, обращенными к лемешно-отвальной поверхности корпусов, дисковых ножей, опорных катков с рыхлящими элементами, полевой доски. При работе дисковые ножи производят вертикальный срез почвы. Плужные корпуса во взаимодействии с направляющими пластинами оборачивают пласт в собственную борозду. Недостатком данного плуга является то, что нижняя боковая грань пласта в процессе оборота скользит по дну борозды с повышенным трением. При этом пласт может разрушаться, что приведет к нарушению упорядоченного его движения. Направляющие пластины в данном изделии для крепления требуют дополнительных устройств, что усложняет конструкцию и уменьшает ее надежность.
В заявленном плуге задача обеспечения полного оборота пласта при вспашке почвы решается за счет того, что отвал 3 и направляющая доска 2 выполнены в форме геликоида. Направляющая геликоида 4 сориентирована вверх под углом 16…20° и отклонена влево по ходу движения трактора на тот же угол. Отвал 3 и направляющая доска 2 соединены под углом 90°. Такая конструкция корпуса плуга 18 создает условия для оборота пласта на 180° вне борозды и обеспечивает беспрепятственное его прохождение по рабочим органам плуга с меньшим трением. Плуг отличается также тем, что имеет стабилизаторы движения плуга, в виде пластин, выполняющие также функцию ножей. Данное устройство позволяет избежать огрехов при работе за счет поддержания траектории движения плуга параллельно стенке борозды 5 предыдущего прохода. Плуг отличается тем, что применяется модульное исполнение плуга, позволяющее комплектовать широкозахватные фронтальные пахотные агрегаты в зависимости от мощности энергетического средства, используя не сложные дополнительные конструкции.
Предлагаемый плуг устроен следующим образом. На раме модуля плуга закреплены три пахотных корпуса 18 и прицепное устройство 14. Каждый корпус 18 состоит из стойки 12, лемеха 1, отвала 3, направляющей доски 2. Для предотвращения разрушения плуга при наезде на препятствие в креплении корпуса предусмотрен срезной болт. При достижении предельной нагрузки болт разрушается, и корпус по дуге огибает препятствие. Плуг оснащен двумя опорными колесами 17 с механизмом регулировки глубины, что обеспечивает равномерность хода по глубине. Для обеспечения стабильного движения плуга в поперечном направлении имеются четыре стабилизатора движения плуга 20, выполняющих также роль ножей. Стабилизаторы движения плуга 20, углубившись в почву, препятствуют изменению траектории движения плуга. При этом один из крайних стабилизаторов движется, соприкасаясь с одной стороны со стенкой борозды 5 предыдущего прохода, с другой с уложенным в борозду пластом 24. При изменении направления движения трактора на допустимый угол 5-6° стабилизаторы удерживают плуг от смещения относительно стенки борозды как влево, так и вправо (в отличие от полевых досок). Что объясняется возникновением сил реакции стабилизатора движения плуга 26. Таким образом, удается преодолеть образование огрехов, так как стабилизаторы обеспечивают движение плуга параллельно стенке борозды, образованной предыдущим проходом. Для лучшего схода пласта с плуга в конце гона тяга 19 прицепного устройства 14, соединяющая прицепное устройство и раму имеет овальные отверстия, что также обеспечивает относительное перемещение плуга и трактора в вертикальной плоскости. Соединяя рамы модулей 13 с помощью кронштейнов левого 15 и правого 16 возможно скомплектовать фронтальные плуги для тракторов класса тяги 30 и 50 кН (двух и трех модульные), применяя дополнительные несложные элементы конструкции (планка 21, планка-вилка 22, хомут 23). В условия массового производства плуга это обеспечит определенный экономический эффект.
Предлагаемый плуг работает следующим образом. Лемех 1 подрезает пласт 6 на ширину захвата корпуса 8 в горизонтальной плоскости на заданной глубине вспашки 7. Боковые грани пласта формируют стабилизаторы движения плуга 20, выполняющие также роль ножей. Далее пласт 6 поступает на отвал 3 и направляющую доску 2. Они расположены под углом 90° друг к другу, образуют единый блок и по форме представляют собой геликоид - винтовую поверхность, получаемую при перемещении и одновременном вращении образующей относительно направляющей. При этом направляющая геликоида 4 наклонена ко дну борозды 9 и стенке борозды 11 под углом не более 26°. То есть данный угол вдвое меньше угла трения почвы о сталь, что гарантирует беспрепятственное прохождение пласта почвы. При взаимодействии пласта 6 с рабочими органами плуга, благодаря изменению угла наклона образующих отвала 3 и направляющей доски 2, происходит поворот пласта на угол 100-110°, а также подъем пласта над дном борозды 9 и смещение его влево по ходу движения агрегата (ввиду соответствующего наклона направляющей геликоида 4). Далее пласт 6 сходит с направляющей доски 2 и срединой боковой грани 27 опирается на угол, образованный стенкой борозды 11 и поверхностью поля 10. Под действием силы тяжести и инерции происходит дальнейший поворот пласта 6 до угла 150-160° от начального положения. По достижению данного угла происходит дальнейший оборот пласта и одновременно соскальзывание относительно угла, образованного стенкой борозды 11 и поверхностью поля 10, а затем укладка пласта почвы на дно собственной борозды 9 под действием силы тяжести и напряжений сжатия пласта. Для более упорядоченной укладки пласта поверхность отвала изогнута на радиус, равный двойной глубине вспашки, для придания пласту в поперечном разрезе трапециевидной формы.
В предлагаемой конструкции плуга слой почвы перемещается по рабочим органам плуга - отвалу 3 и направляющей доске 2, образующих единый узел, что обеспечивает жесткость и надежность конструкции. При движении почвы по металлу и тем более по специальному покрытию (фторопласт) сила трения в два раза меньше, чем при трении почвы о почву. Почва не забивает плуг, пласт не разрушается, так как оборот пласта происходит вне борозды и стенки борозды не препятствуют движению. К тому же, на пути движения пласта нет препятствий в виде дополнительных рабочих органов (заплужников, лифтеров, шнеков, дисков и т.д.).
Сравнение заявленного плуга с прототипом и другими аналогичными по назначению устройствами показывает, что новым является выполнение отвала 3 и направляющей доски 2, соединенных в один узел, в форме геликоида. Направляющая геликоида 4 сориентирована вверх под углом 16…20° и отклонена влево по ходу движения трактора на тот же угол. Это создает условия для оборота пласта на 180° и беспрепятственное его прохождение по рабочим органам плуга с меньшим трением вне борозды. Наличие стабилизаторов движения плуга 20 позволяет избежать огрехов при работе за счет поддержания траектории движения плуга параллельно стенке борозды 5 предыдущего прохода. Модульное исполнение плуга позволяет комплектовать широкозахватные фронтальные пахотные агрегаты в зависимости от мощности энергетического средства.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".
Заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигается результат, попытки получения которого с помощью простых, надежных устройств не удавались специалистам.
Заявляемое устройство отвечает условию промышленная применимость, т.к. обеспечивает экономический эффект при изготовлении и последующем использовании в сельском хозяйстве.
Применение предлагаемых устройств обеспечивает надежность и долговечность плуга, устойчивость протекания технологического процесса вспашки при полном обороте пласта, простоту его изготовления.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 Схема оборота пласта.
1 - лемех; 2 - направляющая доска; 3 - отвал; 4 - направляющая геликоида; 5 - стенка борозды левая; 6 - пласт (поперечное сечение); 7 - глубина вспашки; 8 - ширина захвата корпуса; 9 - дно борозды; 10 - поверхность поля; 11 - стенка борозды правая.
Фиг. 2 Схема корпуса плуга.
1 - лемех; 2 - направляющая доска; 3 - отвал; 12 - стойка.
Фиг. 3 Схема полнооборотного плуга модульного типа.
13 - рама модуля плуга; 14 - прицепное устройство; 15 - кронштейн левый; 16 - кронштейн правый; 17 - опорное колесо с механизмом регулировки глубины; 18 - корпус плуга; 19 - тяга прицепного устройства; 20 - стабилизаторы движения плуга.
Фиг. 4 Схема соединения модулей в фронтальный трехмодульный плуг.
13 - рама модуля; 14 - прицепное устройство; 15 - кронштейн левый; 16 - кронштейн правый; 21 - планка; 22 - планка-вилка; 23 - хомут.
Фиг. 5 Схема действия стабилизатора движения плуга.
24 - уложенный пласт; 14 - прицепное устройство; 25 - дестабилизирующая сила; 13 - рама модуля; 10 - поверхность поля; 20 - стабилизатор движения плуга; 26 - сила реакции стабилизатора движения плуга.