РАМА ПЛУГА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к многокорпусным плугам общего назначения для работы в различных почвенно-климатических условиях.
Известен аналог – рама плуга, патент РФ № 2120709, 27.10.1998, содержащая соединенные между собой поперечный, продольный и диагональный брусья, при этом диагональный брус, имеющий в задней части консольный участок, соединен с продольным брусом элементом жесткости, отличающаяся тем, что элемент жесткости выполнен из Г-образного профиля, или швеллера, или уголка или Н-образного профиля, или трубчатого профиля, причем наружные продольные грани элемента жесткости прикреплены к горизонтальным и/или к вертикальным поверхностям соединяемых брусьев.
Первым недостатком аналога является малая жесткость диагонального бруса, на который крепятся корпуса плугов и через который передается усилие. Так как диагональный брус расположен под углом к направлению движения и имеет наибольший среди трех брусьев габарит в длину, то он подвержен наибольшим нагрузкам, причем нагрузки вызывают деформации кручения и изгиба. Вторым недостатком аналога является сложность изготовления элемента жесткости, соединяющего продольный и диагональный брусья.
Более близким аналогом к предлагаемому техническому решению является рама плуга навесного усиленного ПНУ-8х40, производства компании ОАО «Светлоградагромаш», информация о котором представлена в сети Интернет по адресу http://www.svetagromash.ru/plugi-navesnye/pny-8x40p.html, выбранная в качестве прототипа предлагаемого технического решения, содержащая соединенные между собой в треугольник поперечный, продольный и диагональный брусья, диагональный брус имеет в задней части консольный участок, отличающаяся тем, что диагональный брус усилен закрепленным над ним через листовые пластины дополнительным брусом, который изогнут таким образом, что в середине расстояние от него до диагонального бруса больше, чем по краям, а продольный брус соединен с диагональным брусом таким образом, что продольный брус касается боковой поверхности диагонального бруса своим ребром, а их верхние и нижние поверхности в месте их соединения связаны двумя пластинами, расположенными соответственно сверху и снизу.
Недостатком прототипа является не достаточная для работы на больших нагрузках жесткость рамы, хотя прототип по сравнению с предыдущим аналогом имеет большую жесткость. Слабыми элементами при рассмотрении жесткости рамы являются соединения дополнительного бруса с диагональным брусом, которые осуществляются через пластины, изогнутый дополнительный брус, форма которого не позволяет изготовить его из более жесткого толстостенного профиля, и соединение продольного бруса с диагональным брусом. Соединяющие дополнительный брус и диагональный брус пластины обладают малой жесткостью, что при наличии изгибающих и крутильных нагрузок на раму в процессе вспашки почвы является значимым недостатком, снижающим стабильность положения корпусов плуга. Соединение продольного бруса с диагональным брусом с передачей нагрузки только через расположенные сверху и снизу пластины является недостаточно жестким и для достижения необходимой жесткости требует значительного увеличения габаритов пластин. Изогнутая форма дополнительного бруса подразумевает возможность его изогнуть, а следовательно его недостаточную жесткость.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении жесткости рамы плуга.
Решение технической задачи в раме плуга, содержащей соединенные между собой в треугольник поперечный, продольный и диагональный, имеющий в задней части консольный участок, брусья, в которой диагональный брус усилен закрепленным над ним дополнительным брусом, а верхние и нижние поверхности продольного и диагонального бруса в месте соединения брусьев связаны двумя расположенными сверху и снизу пластинами, достигается тем, что дополнительный брус имеет прямолинейную форму, он закреплен к диагональному брусу на вертикальных стойках, являющихся швеллерами, контакт продольного бруса с боковой поверхностью диагонального бруса осуществляется по поверхности сечения продольного бруса плоскостью боковой поверхностью диагонального бруса.
На фиг.1 изображён вид рамы сверху.
На фиг.2 изображён вид рамы сбоку.
На фиг.3 изображён выносной вид соединения продольного и диагонального брусьев рамы.
На фиг.4 изображено сечение рамы в месте соединения её продольного и диагонального брусьев.
На фиг.5 изображено сечение вертикальной стойки рамы.
На фиг.6 изображён вид рамы прототипа сверху.
На фиг.7 изображён вид рамы прототипа сбоку.
На фиг.8 изображён выносной вид соединения продольного и диагонального брусьев рамы прототипа.
Рама плуга содержит соединенные между собой в треугольник поперечный 1, продольный 2 и диагональный 3, имеющий в задней части консольный участок 4, брусья, диагональный брус 3 усилен закрепленным над ним дополнительным брусом 5, а верхние и нижние поверхности продольного и диагонального бруса в месте соединения брусьев связаны двумя расположенными сверху 6 и снизу 7 пластинами, достигается тем, что дополнительный брус 5 имеет прямолинейную форму, он закреплен к диагональному брусу 3 на вертикальных стойках 8, являющихся швеллерами, контакт продольного бруса 2 с боковой поверхностью 9 диагонального бруса 3 осуществляется по поверхности сечения продольного бруса 2 плоскостью боковой поверхности 9 диагонального бруса 2.
Рассмотрим пример конкретной реализации рамы плуга. Поперечный 1, продольный 2, диагональный 3, дополнительный 5 брусья изготовлены из стальных труб прямоугольного сечения и соединены между собой сваркой. Причем дополнительный брус выполнен прямолинейным из толстостенной трубы, обеспечивающей необходимую жесткость.  Верхняя 6 и нижняя 7 пластины, соединяющие продольный и диагональный брусья изготовлены из листовой стали толщиной 8 мм и соединены с брусьями сваркой. Вертикальные стойки 8 выполнены из стальных швеллеров. Это обеспечивает необходимую жесткость конструкции как на изгиб, так и на кручение. На диагональный брус 3 приварены кронштейны 10, изготовленные из швеллеров, для установки корпусов плугов. На поперечный брус 1 приварен кронштейн 11 для крепления рамы плуга к зацепному устройству трактора.
Рассмотрим пример эксплуатации рамы плуга.  На кронштейны 10 устанавливаются корпуса плугов. С помощью кронштейна 11 рама с плугами присоединяется к зацепному устройству трактора. С помощью зацепного устройства плуги устанавливаются на поверхность земли, и трактор начинает перемещать раму с плугами, которые при этом углубляются в почву. В результате возникают динамические нагрузки, которые вызывают напряжения изгиба и кручения. Благодаря наличию жесткой связи диагонального бруса 3 через вертикальные стойки 8 в виде швеллеров с дополнительным брусом 5 эти напряжения равномерно перераспределяются между перечисленными элементами и деформация диагонального бруса 3 оказывается незначительной.
Для сравнения на рисунках 6, 7, 8 изображена рама прототипа. Дополнительный брус 5 имеет изгиб 12, который примерно повторяет эпюру изгибающего момента балки и обеспечивает равнопрочность получаемой рамной конструкции, образованной диагональным 3 и дополнительным 5 брусьями. Однако для обеспечения возможности изгиба дополнительный брус 5 в прототипе имеет меньшие размеры поперечного сечения, что видно на виде сверху – диагональный брус 3 можно видеть за дополнительным брусом 5.  Поэтому его жесткость и вес всей конструкции ниже, что снижает качество процесса вспашки почвы, а также снижает прочность и долговечность конструкции. Вместо вертикальных стоек 8 в прототипе применены пластины 13, которые обладают меньшей жесткостью, снижая тем самым жесткость всей конструкции рамы. В месте соединения продольного бруса 2 с диагональным 3 продольный брус 2 касается боковой поверхности 9 диагонального бруса 3 своим ребром 14, а их верхние и нижние поверхности в месте их соединения связаны двумя пластинами 6 и 7, расположенными, соответственно, сверху и снизу. Такое соединение менее жесткое, чем в предлагаемом техническом решении, так как в нём нагрузка между диагональным 3 и продольным 2 брусьями передается только через пластины 6 и 7. В предлагаемом техническом решении контакт диагонального 3 и продольного 2 брусьев осуществляется дополнительно по всей поверхности сечения продольного бруса 2 боковой поверхностью 9 диагонального бруса 3.
Достижение технического результата в раме плуга осуществляется благодаря тому, что
- что дополнительный брус имеет прямолинейную форму,
- дополнительный брус закреплен к диагональному брусу на вертикальных стойках, являющихся швеллерами,
- контакт продольного бруса с боковой поверхностью диагонального бруса осуществляется по поверхности сечения продольного бруса плоскостью боковой поверхностью диагонального бруса.