ОТВАЛЬНЫЙ ПЛУГ С РЕГУЛИРОВКОЙ ЛЕМЕШНО-ОТВАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
MOULDBOARD PLOW WITH ADJUSTMENT OF PLOW-BOTTOM SURFACE OF WORKING BODIES

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-отвальную поверхность).
В настоящее время делается много попыток создания универсальных рабочих органов отвального плуга, на которых можно было бы изменять параметры ЛОП.
Известно почвообрабатывающее орудие [а.с. №1168108, А01В 15/04], 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.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является 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 приближенно, что также не способствует достижению поставленной цели.
Целью изобретения является повышение качества и снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы за счет применения отвального плуга с установленными на нем рабочими органами с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности, в частности угла постановки лемеха к дну борозды и угла загиба лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).
Поставленная цель достигается тем, что на отвальный плуг установлены рабочие органы с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности. Отвальный плуг включает раму, состоящую из брусьев, отвальные рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака и стойки, жестко прикрепленных к несущему брусу, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности, состоящую из гидроцилиндра, кривошипа, шестерни. Параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко прикрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга, на которой закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, установленной на валу, к другому концу которого прикреплен кривошип, соединенный со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга, при этом с внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы, длина пазов равна величине регулирования лемешно-отвальной поверхности, в пазах направляющих планок движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах, двигающихся в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов. Нижние концы вильчатых рычагов подвижно соединены с нижними осями, расположенными к ним перпендикулярно, причем один конец оси располагается в сквозной прорези на стойке рабочего органа. Нижние оси подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам, при этом лемехи рабочих органов присоединены к постелям, которые жестко соединяются с одной стороны при помощи болтов с потайной головкой с отвалами, а с другой с башмаками при помощи шарниров.
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 соединяется со стойкой как минимум в трех точках.
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 отвального плуга с рабочими органами с изменяемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности снижает тяговое сопротивление и соответственно энергоемкость всего процесса вспашки, а также повышает качество обработки почвенного пласта.
Для реализации заявленного технического решения предлагается устройство отвального плуга, представленное на фигурах: 1 - общее устройство отвального плуга, вид сверху, 2 - устройство системы управления параметрами рабочего органа, 3 - соединение вильчатого рычага с направляющим пазом, 4 - соединение вильчатого рычага с отвалом, 5 - скобообразная направляющая планка.
Предлагаемый отвальный плуг состоит (фиг.1) из рамы 1, отвальных рабочих органов 2, которые располагаются на несущем брусе 3 рамы, подвижной тяги 5, установленной в направляющих кронштейнах 4, зубчатой рейки 6, прикрепленной к подвижной тяге. Перпендикулярно подвижной тяге 5 на несущем брусе 3 рамы 1 закреплен вал 8, на одном конце которого установлена шестерня 7, а на другом - кривошип 9, соединенный со штоком 10 гидроцилиндра 11, жестко закрепленного на несущем брусе 3 плуга. С внешней стороны подвижной тяги 5 напротив отвальных рабочих органов 2 с возможностью перемещения по овальным отверстиям 29 (фиг.5) закреплены скобообразные направляющие планки 12 (фиг.2), на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы 13, длина пазов равна величине регулирования наклона лемешно-отвальной поверхности (величине оборота пласта). В пазах направляющих планок установлены вращающиеся ролики 14 (фиг.3), двигающиеся по косому направляющему сквозному пазу 13, ролики 14 расположены на верхней оси 15 (фиг.3), которая соединена с вильчатым рычагом 16, двигающимся в направляющей втулке 17, жестко присоединенной к стойке 18 отвального рабочего органа 2. Нижний конец вильчатого рычага 16 подвижно соединен с нижней осью 25, расположенной к нему перпендикулярно, которая, в свою очередь, соединена с качающимися рычагами 19, причем один конец оси располагается в сквозной прорези на стойке рабочего органа. При помощи шарниров 20 качающиеся рычаги 19 присоединены к отвалу 21, при этом лемех 22 и отвал 21 рабочего органа 2 жестко присоединены к постели 23, которая при помощи шарниров 27 прикреплена к башмаку 24 рабочего органа 2. Данная конструкция позволяет одновременно изменять положение отвала 21 и лемеха 22. Выдвигаемый шток 10 (фиг.2) гидроцилиндра 11 стопорится в заданном положении при помощи фиксирующей гайки 28. Для совершения свободного возвратно-поступательного движения нижней осью 25 в стойке 18 выполнена сквозная прорезь 26, длина которой равна величине регулирования ЛОП (величине наклона).
Работа отвального плуга с рабочими органами 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 борозды, а также величины наклона лемешно-отвальной поверхности.
При выдвижении штока гидроцилиндра на заданную величину кривошип начинает вращательное движение, увлекая за собой вал и шестерню. Шестерня, взаимодействуя с зубчатой рейкой, передвигает подвижную тягу. Вместе с подвижной тягой перемещается скобообразная направляющая планка, которая взаимодействует с роликом. Ролик, перемещаясь в сквозном косом направляющем пазе, воздействует на ось, которая, в свою очередь, толкает вниз вильчатый рычаг, расположенный в направляющей втулке. При этом нижний конец вильчатого рычага посредством соединительного качающегося рычага и шарнира давит на отвал, изменяя величину его наклона и одновременно угол установки лемеха к дну борозды, так как отвал и лемех жестко соединены между собой постелью. Перемещение отвала и лемеха происходит вокруг шарнира, соединяющего постель и башмак рабочего органа. Закрепление параметров лемешно-отвальной поверхности осуществляется с помощью фиксирующей гайки.
Для более точной настройки параметров ЛОП в месте крепления скобообразных планок к подвижной тяге выполнены овальные отверстия.
Изменение величины наклона угла лемешно-отвальной поверхности и угла установки лемеха к дну борозды дает возможность получить наиболее рациональные параметры лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).
Таким образом, используя стандартное тяговое усилие трактора, рассматриваемая конструкция позволяет:
- менять характеристики лемешно-отвальной поверхности для получения наибольшей оборачивающей способности, либо повышения крошения почвенного пласта;
- в кратчайшие сроки получить орудие для высококачественной обработки различных почв;
- увеличить рабочую скорость трактора при обработке почвы;
- уменьшить энергоемкость технологического процесса обработки почвы и соответственно снизить расход топлива.
Применение в сельском хозяйстве заявляемого отвального плуга для основной обработки почвы позволит снизить себестоимость производства и получить дополнительную прибыль за счет снижения расхода топлива и повышения урожайности.