Плуг с поворотной балкой

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для основной обработки почвы, предназначенным для рыхления и отвальной гладкой вспашки.
Известно устройство (см. патент РФ 2618342), содержащее раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций - подвижной с закрепленными на ней плужными корпусами и неподвижной - с дугообразной направляющей, и механизм поворота, при этом, согласно изобретению, плужные корпуса выполнены в виде вогнутых прямоугольных с нижней заточкой пластин оснащенных сзади приваренными зубовыми пальцами и парными пластинчатыми кронштейнами для крепления, с помощью отверстий и пальцев симметрично и перпендикулярно, жестко и шарнирно, на изготовленном из трубы квадратного профиля балки подвижной секции, который снабжен приваренной вертикально консольной осью, входящей снизу в подшипниковую втулку неподвижной секции, при этом механизм поворота представлен кинематически связанными звездочкой, червячным редуктором с электродвигателем постоянного тока, смонтированными в начале подвижной секции, и цевочной рейкой закрепленной на нижней стороне, выполненной из швеллера дугообразной направляющей, при этом с внешней стороны дугообразная направляющая оснащена парными пластинчатыми кронштейнами, для фиксации безотвальных рабочих органов, содержащих пластинчатые, с перфорацией для переустановки по высоте, державки с приваренными спереди трубными стойками со смонтированными цилиндрическими, размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы, долотами с плоской подошвой под углом 10-13°, с закрепляемыми сзади дренерами внизу или на необходимой согласно агрономическим требованиям высоте плоскорезными лапами, причем лапы расположены под углом 10-13° к поверхности почвы, выполнены полукруглыми с ворошителями, оснащены спереди вырезом и приваренными кронштейнами для фиксации на державках, причем электродвигатель подключен к энергосистеме трактора, а для остановки и осуществления реверса дугообразная направляющая оснащена на концах упорами и концевыми выключателями.
Недостатки следующие: наличие работающих на две стороны плужных корпусов, из-за чего также высоки затраты энергии, в том числе имеются проблемы при их изготовлении, их большая металлоемкость из-за наличия большого количества составных частей, кроме этого, плужные корпуса не обеспечивают качественное крошение и переворот пласта, еще недостатком является то, что данным устройством не осуществляется прикатывание пласта, то есть функциональные возможности низкие, а также сложен механизм поворота.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту относится полезная модель (см. патент РФ на полезную модель №184196 «Плуг с поворотным брусом»), включающей сварную оснащенную системой навески раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций - неподвижной с передним брусом в виде дугообразной направляющей, оснащенной парными пластинчатыми кронштейнами для фиксации чизельных рабочих органов, содержащих пластинчатые державки с перфорацией для переустановки по высоте, а также для установки сзади внизу на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте дополнительного почвообрабатывающего органа, причем державки приварены к трубным стойкам со смонтированными цилиндрическими, размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы, долотами с плоской подошвой, выполненными под углом 10-13°, и подвижной в виде связанного с дугообразной направляющей и имеющего трубный квадратный профиль поворотного бруса с закрепленными на нем рабочими органами для оборота пласта, механизм поворота, при этом согласно полезной модели, рабочие органы для оборота пласта выполнены в виде двух сферических дисков со стойками и подшипниковыми узлами, оснащенными распорными гидрокомпенсационными кольцевыми элементами с уплотнителями, пружиной и масленкой, при этом сферические диски установлены на кронштейнах симметрично относительно поворотного бруса и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот чизельных рабочих органов, причем сзади поворотный брус связан с механизмом поворота, выполненным в виде размещенного в прорези бруса водила, прикрепленного к каретке, оснащенной червячным электроприводом и шестерней, кинематически связанной с рейкой, закрепленной на жестко зафиксированном к раме с помощью П-образного кронштейна поперечном брусе, причем на П-образном кронштейне параллельно поперечному брусу шарнирно и с возможностью изменения высоты установлен прикатывающий каток, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде плоскорезной лапы, причем дополнительный почвообрабатывающий орган выполнен в виде дренера, причем сферические диски выполнены сплошными, причем сферические диски выполнены зубчатыми.
Недостатки следующие: сложность переустановки чизельных рабочих органов и опорного катка, непрочная конструкция рамы вследствие консолей, нет механизмов регулирования угла атаки, углов наклона дисков для разных почв (т.к. почвы по составу и по влажности имеют различия), влияющие на энергоемкость процесса.
Техническим результатом является повышение прочностных параметров рамы, возможность регулирования углов атаки и наклона дисков, снижение затрат энергии, упрощение переоборудования.
Технический результат достигается тем, что в универсальном плуге с поворотной балкой, включающем передний с чизельными рабочими органами брус и сварную с системой навески раму, представляющую собой шарнирно соединенные между собой две секции - неподвижную с дугообразной направляющей и механизмом поворота и подвижную секцию с закрепленными на ней рабочими органами для оборота пласта, выполненными в виде сферических дисков со стойками и подшипниковыми узлами, которые установлены симметрично относительно поворотного бруса и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот чизельных рабочих органов, прикатывающий установленный с возможностью изменения высоты каток, и стальные трубы квадратного профиля согласно полезной модели, передний брус выполнен в виде прямоугольной рамы, внутри которой смонтирована набранная из пластин конструкция гнезд для крепления и размещения в шахматном порядке стоек чизельных рабочих органов, связанной посредством параллелограммного механизма с неподвижной, выполненной также прямоугольной секцией рамы оснащенной в передней части на наружной поверхности боковых балок монтажными кронштейнами для крепления параллелограммного механизма, а на внутренней поверхности передней балки механизмом подъема-опускания бруса, подвижная секция также выполнена в виде прямоугольной рамы, оснащенной шкворнем на центральной поперечной балке, являющимся частью механизма поворота, приваренных на передней и задней балках кронштейнами блоков движения размещаемых в дугообразных направляющих смонтированных в передней и в задней части неподвижной секции рамы, дисками типа ромашка с подшипниками закрепленными внутри вогнутой стороны, стойки которых шарнирно смонтированы в стаканах с секторами-регуляторами зафиксированных в боковых балках и оснащены рычагами связанными с тягами изменения угла атаки дисков, соответственно, для правого и левого ряда, в диапазоне 15…75° по отношению к продольной оси, притом каждый диск имеет возможность изменения угла наклона по отношению к поверхности поля, задняя балка неподвижной рамы по бокам с внешней стороны оснащена кронштейнами крепления катка, а с внутренней поверхности задней балки - механизмом подъема-опускания катка, причем механизм поворота смонтирован на средней балке рамы неподвижной секции и оснащен гидроприводом.
Новыми элементами являются то, что - передняя балка выполнена в виде прямоугольной рамы, внутри которой смонтирована набранная из пластин конструкция гнезд для крепления и размещения в шахматном порядке стоек чизельных рабочих органов, связанной посредством параллелограммного механизма с неподвижной, выполненной также прямоугольной секцией рамы оснащенной в передней части на наружной поверхности боковых балок монтажными кронштейнами для крепления параллелограммного механизма, а на внутренней поверхности передней балки механизмом подъема-опускания бруса, подвижная секция также выполнена в виде прямоугольной рамы, оснащенной шкворнем на центральной поперечной балке, являющимся частью механизма поворота, приваренных на передней и задней балках кронштейнами блоков движения размещаемых в дугообразных смонтированных в передней и в задней части неподвижной секции рамы направляющих, дисками типа ромашка с подшипниками закрепленными внутри вогнутой стороны, стойки которых шарнирно смонтированы в стаканах с секторами-регуляторами зафиксированных в боковых балках и оснащены рычагами связанными с тягами изменения угла атаки дисков, соответственно, для правого и левого ряда, в диапазоне 15…75° по отношению к продольной оси, притом каждый диск имеет возможность изменения угла наклона по отношению к поверхности поля, задняя балка неподвижной рамы по бокам с внешней стороны оснащена кронштейнами крепления катка, а с внутренней поверхности задней балки - механизмом подъема-опускания катка, причем механизм поворота смонтирован на средней балке рамы неподвижной секции и оснащен гидроприводом.
Сущность полезной модели «Плуг с поворотной балкой» представлена на чертежах: где на Фиг. 1 - изображен плуг в сборе; на Фиг. 2 - передний брус вид спереди; на Фиг. 3 - неподвижная секция рамы с навеской; на Фиг. 4 - подвижная секция рамы с дисками; на Фиг. 5 - Вид А; на Фиг. 6а - стакан с сектором-регулятором в аксонометрии; на Фиг. 6б - стакан с сектором-регулятором вид сверху; на Фиг. 7 - Вид В; на Фиг. 8 - Вид Д
Полезная модель «Плуг с поворотной балкой» содержит передний с чизельными рабочими органами брус 1 и сварную с системой навески 2 раму. Рама представляет собой шарнирно соединенные между собой две секции - неподвижную 3 с дугообразной направляющей 4 и механизмом поворота 5 и подвижную 6 секцию с закрепленными на ней рабочими органами для оборота пласта. Рабочие органы для оборота пласта выполнены в виде двух сферических дисков 7 со стойками 8 и подшипниковыми узлами 9, которые установлены симметрично относительно поворотной балки и под углом 140-150° друг к другу, а точки пересечений их проекций размещены по следу долот 10 чизельных рабочих органов. Сзади к неподвижной секции 3 рамы установлен прикатывающий каток 11. Каток 11 имеет возможность изменения высоты благодаря механизму подъема 12. При этом передняя балка 1 выполнена в виде прямоугольной рамы из стальной трубы квадратного профиля. Внутри рамы балки 1 смонтирована набранная из пластин 13 конструкция гнезд для крепления и размещения в шахматном порядке стоек 14 чизельных рабочих органов. Рама балки 1 связана посредством параллелограммного механизма 15 с неподвижной, выполненной также прямоугольной секцией 3 рамы сваренной из стальных труб квадратного профиля. Неподвижная секция 3 оснащена в передней части на наружной поверхности боковых балок монтажными кронштейнами для крепления параллелограммного механизма 15, а на внутренней поверхности передней балки механизмом 16 подъема-опускания балки 1. Подвижная секция 6 (поворотная балка) также выполнена в виде прямоугольной рамы из стальной трубы квадратного профиля. Подвижная секция 6 оснащена шкворнем 17 являющимся частью механизма поворота. Подвижная секция 6 оснащена приваренными на передней и задней балках кронштейнами блоков движения 18 размещаемых в дугообразных направляющих 4 смонтированных в передней и в задней части неподвижной секции 3. Подвижная секция 6 оснащена дисками 7 типа ромашка с подшипниковыми узлами 9 закрепленными внутри вогнутой стороны, стойки 8 которых шарнирно смонтированы в стаканах с секторами-регуляторами 19 зафиксированных в боковых балках. Стойки 8 оснащаются сверху рычагами 20 Фиг. 4, которые связаны штифтами 21 с тягами 22 выполненными в виде пластин. Рычаги 20 имеют отверстия для фиксации тяг 22 совместно со стойками 8 и служат для изменения угла атаки дисков 7, соответственно, для правого и левого ряда, в диапазоне 15…75° по отношению к продольной оси. Стаканы с секторами-регуляторами 19 выполнены в виде узла состоящего из пластинчатого сектора с 13-ю отверстиями, расположенными в два ряда с шагом в 5° Фиг. 6б. Угол между крайними отверстиями составляет 60°. Сектор регулятор закреплен на стальном стакане с верхним и нижним подшипниками скольжения. Для фиксации используется болт с гайкой (на схемах не показан) в одном месте с необходимым углом атаки дисков 7. Кроме этого каждый диск 7 имеет возможность изменения угла наклона по отношению к поверхности поля для чего в стойке 8 имеются три отверстия (на схемах не показан), а в кронштейнах приваренных к подшипниковым узлам 4 отверстия. При этом угол наклона диска по отношению к дну борозды (поверхности поля) изменяется на каждом режущем аппарате индивидуально - четыре верхних отверстия кронштейна 23 позволяют устанавливать диск 7 в четырех положениях с шагом в 11°. За исходное положение взят угол наклона диска 7 с учетом конструктивного изгиба его стойки 8 равный 80°. Тогда во втором положении угол наклона составит 69°, а в третьем - 58° и в четвертом - 47°. Задняя балка неподвижной секции 3 рамы по бокам с внешней стороны оснащена кронштейнами крепления катка 11, а с внутренней поверхности задней балки - механизмом 12 его подъема-опускания. Механизм поворота 5 подвижной секции 6 рамы смонтирован на средней балке 24 Фиг. 1 неподвижной секции 3 рамы и оснащен гидроприводом. Изготовление рамы в виде сваренных из стальных труб квадратного профиля прямоугольных составляющих за счет распределения нагрузок повысят прочностные составляющие.
Работа универсального плуга с поворотной балкой устройства осуществляется следующим образом. В поле при движении трактора (на схемах не показан) с навешенным при помощи навески 2 плугом, его чизельные рабочие органы, размещенные на передней балке 1 за счет установки стоек 14 в гнезда набранных из пластин 13 в шахматном порядке долотами 10 осуществляют безотвальное рыхление на глубину от 20 см и более (30-40 см). Глубина рыхления чизельными рабочими органами задается при помощи механизмом 16 подъема-опускания балки 1 имеющего прямоугольную форму вследствие параллелограммного механизма 15 способствующего плоско-параллельному его перемещению относительно неподвижной секции 3 рамы. Подвижная секция 6 рамы плуга благодаря механизму поворота 5 оснащенного гидроприводом имеет возможность посредством шкворня 17 поворачиваться при поднятом в транспортное положение с помощью навески 2 плуге. Благодаря этому обеспечивается с помощью корпусов представленных парными дисками 7 пахота, причем пахота гладкая. Глубина пахоты настраивается механизмом 12 подъема-опускания катка 12 в пределах 15-18 см. При оптимизации затрат для разных почв выставляют разные углы атаки дисков 7 одного или второго ряда поэтапным их поворотом рычагами 20 в стаканах с секторами-регуляторами 19. При этом тяги 22 совершают плоско параллельное перемещение передвигая штифтами 21 рычаги 20, чтобы их отверстия совмещались через 5° с отверстиями секторов-регуляторов. Затем следует фиксация болтом с гайкой, а для полученного положения диска 7 определяются энергетические показатели и т.д. Настройка наклона дисков 7 производится так: в нижнее отверстие стойки 8, которое совмещено с нижним отверстием кронштейнов приваренных к корпусу подшипникового узла 9 вставляется болт, являющийся осью вращения, и фиксируется через одно из двух верхних - с соответствующими верхними отверстиями кронштейнов.
Применение представленной полезной модели обеспечит повышение прочностных параметров рамы, возможность выбора оптимальных углов атаки и наклона дисков, снижение затрат энергии, упрощение переоборудования.