СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ МАШИНОТРАКТОРНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, точнее к сельскохозяйственным машинотракторным агрегатам, содержащим, преимущественно почвообрабатывающую машину, в частности, навесной оборотный плуг.
С увеличением мощности и тяговых качеств современных тракторов (гусеничных или колесных) получили большое распространение оборотные почвообрабатывающие плуги и это привело к появлению тяжелых сельскохозяйственных агрегатов, которые образовали разновидность полунавесных сельскохозяйственных машин с задними опорными колесами. Передняя же часть таких машин соединяется с имеющимися на тракторах стандартными навесными устройствами: одно-, двух- или трех-, четырехточечными. При этом в связи с увеличенной нагрузкой изменились условия работы машинотракторных агрегатов (МТА), поскольку работы, связанные с обработкой почвы, являются наиболее энергоемкими и приводят к повышению перегрузки задних колес в колесных тракторах или опорных катков в гусеничных. Отрицательное влияния силы тяги на ходовые и рабочие параметры агрегата сдерживает развитие парка агрегатов с мощными сельскохозяйственными машинами.
Известны сельскохозяйственные МТА, состоящие из трактора с задним узлом навески и сочлененной с ним навесной сельскохозяйственной машиной - (почвообрабатывающего плуга), например по патенту RU 2243635, 2005 г или RU 2271642, 2003 г. В первом аналоге плуг навешен на гусеничном тракторе с помощью типового навесного узла, к которому он присоединен жестко. Во втором аналоге плуг присоединен к трактору посредством специального сцепного устройства, состоящего из одной половины со стороны трактора и другой - со стороны навесной машины, подвижно соединенных между собой посредством нескольких соединительных тяг, нижние из которых оснащены средствами, воспринимающими пиковые нагрузки за счет того, что выполнены составными, по меньшей мере из двух секций, и при воздействии усилий на одну из секций обе секции имеют возможность смещения относительно друг друга.
Однако в этих аналогах проблема разгрузки ходовой части тягача от весовых нагрузок решена лишь частично.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является сельскохозяйственный МТА (RU 2387119, 2010 г.), содержащий трактор с задним узлом навески и подключенную к нему посредством тягового рычага и сцепного устройства одноосную сельскохозяйственную машину. В нем снижение отрицательного воздействия весовой нагрузки на ходовые и рабочие параметры агрегата достигается более рациональным, чем в предыдущих аналогах, распределением нагрузки за счет приближения центра давления к середине опорной поверхности благодаря используемому сцепному устройству, выполненному с возможностью обеспечения при движении агрегата поворота машины относительно трактора и адаптации машины к неровностям опорной поверхности. В прототипе сцепное устройство содержит вертикальный шарнир и горизонтальный шарнир, с которым своим ответным элементом связана машина. Тяговый рычаг одним концом шарнирно закреплен на тракторе, а другим жестко связан с вертикальным шарниром и его продольная ось располагается параллельно опорной поверхности на незначительной высоте от нее, что уменьшает дорожный просвет под сцепкой и к тому же ограничивает ее функциональные свойства величиной весовой нагрузки. Расположение оси горизонтального шарнира в продольно-вертикальной плоскости обеспечивает лишь частичную адаптацию машины к неровностям опорной поверхности, что также может ограничивать оптимальную величину весовой нагрузки. Размещение же его оси на линии продольной оси горизонтально расположенного тягового рычага и отсутствие опорного колеса у сцепного устройства препятствует агрегатированию с трактором таких мощных сельскохозяйственных машин, которые целесообразно сочленять по линии их продольной оси, как, например, тяжелые оборотные плуги.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, и технический результат состоят в расширении арсенала сельскохозяйственных машинотракторных агрегатов, в т.ч. и за счет доработки существующих, с обеспечением возможности навески почвообрабатывающих машин с повышенной силой тяги.
Сущность полезной модели заключается в том, что сельскохозяйственный машинотракторный агрегат, состоящий из трактора с задним узлом навески: одноточечным или многоточечным в виде рычажного механизма и одноосной сельскохозяйственной машины, подключенной к нему тяговым рычагом, который одним концом шарнирно связан с трактором, а другим - с используемым сцепным устройством, выполненным с возможностью обеспечения при движении агрегата поворота машины относительно трактора и адаптации машины к неровностям опорной поверхности посредством имеющегося горизонтального шарнира, в отличие от прототипа в качестве сельскохозяйственной машины содержит навесной оборотный плуг с задними опорными колесами, сцепное устройство в нем содержит корпус и самоустанавливающееся опорное колесо, тяговый рычаг шарнирным концом связан с узлом навески трактора, а другим также шарнирно закреплен на упомянутом корпусе с образованием между его продольной осью и горизонтальной линией, параллельной опорной поверхности, угла а, например регулируемого, причем точка крепления рычага на корпусе расположена выше точки его соединения с узлом навески и оборотный плуг связан своим ответным элементом с горизонтальным шарниром сцепного устройства.
При этом:
- при одноточечной навеске тяговый рычаг закреплен на тягаче в точке, установленной на стандартном расстоянии Н от опорной поверхности, а на корпусе - с возможностью наладочной перестановки по высоте корпуса для регулировки угла α,
- при использовании многоточечного рычажного механизма узла навески трактора регулировка угла α обеспечивается работой этого механизма.
Дополнительные отличия полезной модели заключаются в том, что:
- горизонтальный шарнир сцепного устройства размещен внутри рамы оборотного плуга и связан с ней;
- горизонтальный шарнир сцепного устройства размещен внутри собственного корпуса, жестко закрепленного на раме оборотного плуга;
- узел навески трактора выполнен в соответствии с ГОСТ 10677-2001;
- опорное колесо сцепного устройства выполнено по типу «рояльного».
Использование МТА со сцепным устройством, обеспечивающим разгрузку тракторного тягача от весовой нагрузки благодаря наличию самоустанавливающегося опорного колеса с шарниром, вертикальная ось которого расположена в корпусе, и также благодаря шарнирному креплению свободного конца тягового рычага на этом корпусе с расположением точки его крепления на корпусе выше точки крепления на тракторе, и расположению продольной оси рычага - под углом α, который может быть регулируемым в зависимости от конструкционных и силовых параметров плуга, достигается возможность расширить парк сельскохозяйственных МТА агрегатами повышенной мощности, способных вести почвообрабатывающие работы качественно и с высокими силовыми параметрами, не ухудшая состояния опорной поверхности почвы.
На представленных чертежах: на фиг.1 дан общий вид МТА с навесным оборотным плугом, пример с одноточечным креплением тягового рычага на тягаче; на фиг.2 - то же, пример с креплением тягового рычага к трехточечному рычажному механизму навески тягача.
Трактор 1 (колесный или гусеничный) сочленен в предлагаемом сельскохозяйственном МТА с навесным оборотным плугом 2, имеющим задние опорные колеса 3, посредством тягового рычага 4 и сцепного устройства 5.
Устройство 5 (схематично изображено утолщенными линиями) имеет два вертикальных шарнира 6 и 7, и горизонтальный - 8. Вертикальные шарниры своими осями закреплены в корпусе 9 устройства (фиг.1) или могут быть расположены на общей для них оси 10 (фиг.2). Из них: шарнир 7 предназначен для обеспечения при движении агрегата поворота машины относительно трактора, а шарнир 6 соединен с самоустанавливающимся опорным колесом 11, выполненным, например, по типу «рояльного» и со смещенной осью вращения по отношению к вертикальному шарниру 6 в сторону плуга 2.
С горизонтальным шарниром 8, предназначенным для обеспечения адаптации агрегата к неровностям опорной поверхности, взаимосвязан ответный элемент плуга 2 - это может быть, например, какой-либо рычаг, закрепленный на раме 12 плуга, или, как показано на представленных чертежах, сама рама 12 - и шарнир 8 установлен внутри рамы (фиг.2) и связан с ней или размещен в собственном корпусе, закрепленном на торце рамы (фиг.1). Шарнир 8 в предлагаемом МТА, в отличие от прототипа, выполнен с тремя степенями свободы и его ось располагается в горизонтальной плоскости.
Тяговый рычаг 4 одним концом шарнирно закреплен на тракторе 1, на его заднем узле навески 13, который может быть как одноточечным, так и многоточечным, выполняется любым известным образом, в частности в соответствии с ГОСТ 10677 - 2001. Другим концом рычаг 4 также шарнирно крепится на корпусе 9 так, что точка А его крепления на корпусе 9 располагается выше точки В его соединения с узлом навески 13, расположенной, как предписывает ГОСТ 10677-2001, на высоте Н=400 мм от опорной поверхности (в частном случае исполнения МТА точка А лежит на линии оси оборотного плуга 2). Таким образом продольная ось рычага 4 выполнена наклонной по отношению к горизонтальной линии, проходящей через точку В, под углом α, который устанавливается взависимости от конкретных параметров машины и может быть регулируемым. При одноточечном узле навески 13 угол α может регулироваться за счет наладочной перестановки точки А на корпусе 9 при неизменном положении точки В (фиг.1), что позволяет задавать степень разгрузки тягача от опрокидывающего момента. При использовании механизма навески, который способен своей работой изменять высоту Н от опорной поверхности точки В соединения и, следовательно, угол наклона α рычага 4, степень разгрузки от опрокидывающего момента может изменяться и при меняющихся обстоятельствах работы агрегата. В этом случае процесс разгрузки может быть автоматизирован для получения оптимальных показателей работы МТА.
Работа агрегата осуществляется по традиционной схеме. При движении агрегата по прямой работает шарнир 8 и благодаря ему обеспечивается адаптация колес 3 плуга 2 к неровностям опорной поверхности более полная, чем в прототипе, т.к. обеспечивается возможность адаптации колес не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной, к тому же каждого из колес независимо от положения другого, например при попадании одного из колес в углубление - это исключает вероятность пиковых нагрузок всвязи с копированием рельефа пути. При поворотах работает шарнир 7, обеспечивающий возможность складывания сочленненых звеньев, и шарнир 6, который благодаря жесткой связи с шарниром 7 и осью вращения колеса 11 позволяет этому самоустанавливающемуся колесу копировать движение ходовой части трактора. Наличие дополнительной опоры сцепки в виде колеса 11 и наклонное расположение тягового рычага 4 позволяет при работе плуга разгрузить ходовую часть трактора.
Использование типового механизма навески трактора, которым оборудуются практически все выпускаемые тракторы, устраняется необходимость каких либо конструктивных изменений уже имеющегося парка тракторов, что благоприятствует практическому решению задачи по расширению арсенала сельскохозяйственных МТА быстро и без значительных денежных затрат, причем в реальных условиях современной производственной базы.