РАБОЧИЙ ОРГАН ОТВАЛЬНОГО ПЛУГА С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЛЕМЕШНО-ОТВАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
WORKING ELEMENT OF MOULDBOARD PLOW WITH ADJUSTABLE PARAMETERS OF PLOUGHSHARE-MOULDBOARD SURFACE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям.
Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, а также существующей практикой установлено, что наиболее качественная обработка почвы при минимальных энергозатратах происходит тогда, когда лемешно-отвальная поверхность (ЛОП) рабочего органа отвального плуга имеет определенные параметры. В качестве таких параметров выступают ширина захвата, угол постановки лемеха к дну борозды и угол загиба отвала (угол между направлением движения рабочего органа и образующими лемешно-отвальной поверхности).
В настоящее время делается много попыток создания универсальных рабочих органов отвального плуга, на которых можно было бы изменять параметры ЛОП.
Известен плуг с автоматическим регулированием параметров лемешно-отвальной поверхности [а.с. №733527, А01В 15/00], включающий автоматическое регулирование параметров ЛОП в зависимости от скорости движения агрегата при помощи системы управления параметрами, содержащей чувствительный элемент в виде гидронасоса, преобразователь в виде цилиндра-демпфера, связанного посредством двухплечевого рычага с гидрораспределителем и гидроцилиндром, и системы рычагов.
Недостатками данного устройства является то, что в процессе работы происходят частые отказы автоматической системы управления, ввиду ее технической и управленческой сложности, это приводит к заклиниванию в одном положении ЛОП и не способствует улучшению качества обработки почвы и снижению тягового сопротивления; в связи с большим количеством исполнительных механизмов и команд автоматической системы управления, регулирование ЛОП производится очень приближенно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является почвообрабатывающее орудие [а.с. №1168108, А01В 15/04, 1982 г.], которое содержит лемешно-отвальный рабочий орган, отвал которого разделен на две части, соединенные между собой при помощи установленных с тыльной стороны отвала упругих пластин, и средства регулирования - пружинного демпфера. При помощи этого устройства делалась попытка изменить параметры ЛОП.
Однако к числу основных недостатков данного устройства относится невозможность изменения угла постановки лемеха к дну борозды и очень слабое изменение угла загиба отвала по причине технического несовершенства, что также не способствует достижению поставленной цели.
Целью изобретения является повышение качества и снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы за счет применения лемешно-отвальных рабочих органов с регулируемыми параметрами угла постановки лемеха к дну и стенке борозды и угла загиба лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).
Поставленная цель достигается тем, что рабочий орган отвального плуга с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности содержит стойку с башмаком и полевой доской, лемех и отвал, к которому с тыльной стороны рабочей поверхности прикреплены упругие пластины, средство регулирования ширины захвата, в отличие от прототипа для регулирования угла загиба отвала, в верхней половине трехслойного отвала с тыльной стороны выполнены горизонтальные пазы, параллельные друг другу и линии стыка лемеха с отвалом, соединенные опорной пластиной, а упругие пластины, имеющие изогнутую форму, равномерно и вертикально прикреплены между пазами: жестко в нижней части упругой пластины и с помощью регулировочных винтов - в верхней ее части; для регулирования ширины захвата и угла установки лемеха к дну и стенке борозды в качестве средства регулирования использовано шарнирное соединение лемешно-отвальной поверхности со стойкой, причем верхняя ее половина присоединена к стойке посредством винтовой стяжки с шарниром, а нижняя через опорную пластину прикреплена при помощи винтов с шарнирами к крепежной планке, жестко соединенной через башмак со стойкой, при этом в нижней части изогнутая пластина прикреплена к отвалу с помощью болтов с потайной головкой, пазы выполнены на глубину, равную 2/3 толщины отвала, а расстояние между пазами составляет не меньше четырех диаметров болтов с потайной головкой, а винты крепления нижней части лемешно-отвальной поверхности установлены в отверстиях крепежной планки и закреплены гайками. Отвал изготовлен из трехслойного металла, позволяющего иметь достаточную прочность при наличии с его тыльной стороны пазов, выполненных проточкой на глубину 2/3 толщины отвала. Пазы необходимы для придания отвалу гибкости, так как они позволяют отвалу принимать нужную величину загиба. Величина загиба регулируется установленными с тыльной стороны отвала упругими изогнутыми пластинами, прикрепленными к нему жестко в нижней своей части и через регулировочные винты в верхней своей части. Изменение длины данных винтов позволяет изменять давление на отвал с тыльной стороны, что, в свою очередь, изменяет величину загиба отвала. Винтовая стяжка, установленная между отвалом и стойкой, имеющая правую и левую резьбу, позволяет изменять расстояние от отвала до стойки, фиксируя необходимый угол загиба отвала, и при этом изменять угол наклона лезвия лемеха к дну борозды.
Регулировкой длины винтов шаровых соединений достигается изменение угла установки лезвия лемеха к стенке борозды.
Заявленное устройство имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Во-первых, предложена реальная работоспособная конструкция для изменения параметров ЛОП. Во-вторых, в процессе работы ЛОП испытывает серьезные знакопеременные нагрузки. В этой связи большое значение для продолжительной работы ЛОП имеет ее фиксация в заданном положении. В предлагаемом техническом решении ЛОП присоединена к стойке и фиксируется как минимум тремя шарнирами.
В результате проведенного патентного поиска авторами не обнаружено идентичное заявляемому устройство.
Совокупность заявляемых признаков устройства не известна и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Применение данного рабочего органа снижает тяговое сопротивление отвального плуга и соответственно энергоемкость всего процесса вспашки, а также повышает качество обработки почвенного пласта.
Для реализации заявленного технического решения, предлагается рабочий орган плуга, представленный на фигурах 1 - «общее устройство рабочего органа, вид сверху», 2 - «устройство шарнира», 3 - «узел крепления опорной пластины к крепежной планке», 4 - «расположение упругих пластин между пазами», 5 - «крепление упругой пластины к отвалу».
Рабочий орган плуга (фиг.1) включает лемех 1, отвал 2, опорную пластину 3, стойку 4, полевую доску 5, башмак 6, нижние шарнирные соединения 7, 8, верхнее шарнирное соединение 9, винты 10, крепежную планку 11, винтовую стяжку 12.
Отвал, изготовленный из трехслойного листа металла, в верхней части с тыльной стороны имеет пазы 13 (фиг.4), выполненные на глубину 2/3 толщины отвала, параллельно линии стыка лемеха и отвала. Расстояние между пазами не менее четырех диаметров болтов с потайной головкой. Упругие пластины 14 (фиг.5) расположены вертикально между пазами и присоединены к отвалу жестко в нижней части упругой пластины и регулировочными винтами 15 в верхней.
Шарнирное соединение представляет простейшую конструкцию шаровой пары, состоящей из наружного фланцевого шарового кольца 16 (фиг.2), внутреннего шарового кольца 17, имеющего цилиндрические отверстия 18 для соединения с винтом. Наружное кольцо имеет прямоугольный паз 19, в который при сборке вставляется внутреннее кольцо с последующим поворотом кольца на 90°.
Лемех 1 (фиг.3) с отвалом 2 прикреплены болтами с потайной головкой и квадратным подголовником с гайками и шайбами к опорной пластине 3, к которой с противоположной стороны крепятся нижние шарнирные соединения 7, 8 такими же болтами с гайками и шайбами. Оси 20 соединяются с винтами 10, которые установлены в отверстиях крепежной планки 11, соединенной с башмаком 6. Гайки 21 позволяют регулировать длину винтов 10.
Верхнее шарнирное соединение 9 (фиг.1) прикреплено болтами с потайной головкой и квадратным подголовником с гайками и шайбами к задней поверхности отвала 2 и посредством винтовой стяжки 12 соединяется со стойкой 4.
Работа рабочего органа отвального плуга с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности осуществляется следующим образом.
Регулирование ЛОП производится в зависимости от почвенно-климатических условий работы плуга, которые могут изменяться в больших пределах за достаточно короткое время. Регулирование параметров ЛОП включает в себя подбор необходимых углов постановки лемеха к дну и стенке борозды, а также угла загиба лемешно-отвальной поверхности.
Перед началом работы рабочий орган с изменяемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности необходимо отрегулировать для конкретных условий работы. Условия работы отвального рабочего органа плуга зависят от физико-механических свойств почвы, на которые влияют влажность, тип почвы, предыдущие обработки, количество растительных остатков и т.п. Тип лемешно-отвальной поверхности влияет на крошение и оборачиваемость подрезаемого пласта почвы, изменяя параметры лемешно-отвальной поверхности, меняют ее тип, от которого в итоге зависит качество и энергоемкость отвальной обработки почвы.
Для правильной настройки параметров лемешно-отвальной поверхности необходимо сначала проехать пробную делянку и оценить качество вспашки. После этого сначала изменяют угол установки лемеха к стенке борозды, изменяя длину двух нижних винтов, после этого начинают регулировать величину загиба отвальной поверхности при помощи вертикальных упругих пластин. Регулировку упругих пластин начинают с нижнего ряда вверх, изменяя длину регулировочного винта, расположенного в верхней части каждой упругой пластины, при этом происходит увеличение или уменьшение давления этим винтом на тыльную поверхность отвальной поверхности, что изменяет величину ее загиба. После окончания регулировки загиба отвальной поверхности его величину фиксируют верхним регулировочным винтом, устанавливая необходимую его длину, одновременно при этом изменится угол наклона лемеха к дну борозды. После этого производят пробную припашку плугом, оценивая качество его работы, если необходимо произвести дополнительную регулировку, тогда описанные выше операции производят в такой же последовательности еще раз, добиваясь наилучшего качества отвальной обработки почвы.
Изменение углов, характеризующих лемешно-отвальную поверхность, дает возможность получить наиболее рациональный тип лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).
Таким образом, используя стандартное тяговое усилие трактора, рассматриваемая конструкция позволяет:
менять характеристики лемешно-отвальной поверхности для получения наибольшей оборачивающей способности;
с незначительными регулировками получить орудие для высококачественной обработки различных почв;
увеличить рабочую скорость трактора при обработке почвы;
уменьшить энергоемкость технологического процесса обработки почвы;
снизить расход топлива.
Применение в сельском хозяйстве заявляемого устройства для основной обработки почвы позволит снизить себестоимость производства и получить дополнительную прибыль за счет снижения расхода топлива и повышения урожайности.