СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ АГРЕГАТ (ВАРИАНТЫ)
AGRICULTURAL MACHINE (VERSIONS)

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатах.
Известен комбинированный почвообрабатывающий посевной агрегат, состоящий из тягово-транспортного средства на базе сельскохозяйственного трактора и почвообрабатывающего посевного комплекса (ППК), описанный и показанный в автореферате [Бережнов Н.Н. Обоснование рациональной компоновки и режимов работы энергонасыщенных почвообрабатывающих посевных комплексов: автореферат дис. канд. техн. наук: 18.04.07 / Бережнов Н.Н. - Барнаул, 2007. - 24 с. (приложение 1)]. Данный агрегат, рис.1, приложение 1, состоит из трактора 1, одноосного 4 или двухосного 3 прицепов с емкостью для семян и удобрений - в дальнейшем «бункер», машины 2 для одновременной обработки почвы, посева зерновых, внесения удобрений и прикатывания - в дальнейшем «культиватор», соединенных посредством стандартного тягово-сцепного устройства ТСУ-1-Ж ГОСТ 3481-79, далее ТСУ.
Вес комплекса соизмерим с весом трактора. Общий вес агрегата неравномерно распределяется по опорным поверхностям ходовых систем трактора и комплекса, что приводит к повышенному уплотнению почвы и дополнительным затратам энергии на передвижение агрегата.
Удельное давление движителей колесных тракторов со сдвоенными колесами, и особенно гусеничных тракторов, значительно меньше удельного давления опорных колес бункера. Поэтому все большее распространение получают одноосные прицепы (бункеры), которые позволяют часть веса перенести на движитель трактора. Величина «догрузки» трактора ограничивается не грузоподъемностью ходовой системы, а максимальной допустимой величиной давления на почву задних колес. У гусеничного трактора она ограничивается максимальным допустимым давлением на задние опорные катки.
Наиболее близким по своей технической сущности является тягово-транспортное средство с поворотным дышлом, закрепленным в центре поворота рамы (Техника и оборудование для села, №8, 2007, стр.38). Машины с поворотным дышлом, в основном иностранного производства, имеют ряд известных преимуществ по сравнению со сцепкой посредством ТСУ. Однако они не обеспечивают переноса части веса агрегатируемой машины на переднюю точку крепления дышла.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности агрегатирования тракторов с почвообрабатывающими посевными комплексами, оборудованными одноосным бункером, а также с прицепными одноосными орудиями (машинами).
Эта задача достигается за счет:
1) снижения уплотняющего воздействия ходовых систем тягово-транспортного средства (трактора), почвообрабатывающего посевного комплекса или прицепного одноосного орудия на почву более рациональным распределением давлений на опорную поверхность между опорами;
2) снижения величины буксования движителя трактора;
3) уменьшения силы сопротивления перекатыванию агрегата;
4) повышения равномерности глубины обработки почвы и посева почвообрабатывающим посевным комплексом или прицепным одноосным орудием за счет уменьшения угловых колебаний рамы одноосной прицепной машины в продольно-вертикальной плоскости.
макс
кр
Технической сущностью изобретения является снижение максимального давления ходовой части тягово-транспортного средства на почву q (фиг.1, 3) за счет приближения центра давления (точка Д) к середине опорной поверхности (точка О) и, как следствие, более рациональное распределение нагрузки, уменьшение сил сопротивления перекатыванию агрегата Р и повышение равномерности хода почвообрабатывающего посевного комплекса.
Настоящая задача решается тем, что в сельскохозяйственном агрегате, включающем тягово-транспортное средство и одноосную машину, присоединенную к нему посредством дышла, крепящегося к средству шарнирно, в качестве тягово-транспортного средства используется колесный трактор, а одноосную машину присоединяют к нему с помощью дышла, передняя часть которого крепится к остову трактора снизу, вблизи середины базы, с помощью шарнира с тремя степенями вращательного движения. На раме тягово-транспортного средства установлены ограничители возможного перемещения дышла в продольно-вертикальной и горизонтальной плоскостях. Дышло присоединено к раме машины с помощью вертикального шарнира. Дышло соединено с рамой машины с помощью горизонтального шарнира, оборудованного фиксатором принудительного регулирования взаимного положения дышла, и рамы одноосной машины в продольно-вертикальной плоскости. Фиксатор оборудован предохранителем.
По второму варианту настоящая задача решается тем, что в сельскохозяйственном агрегате, включающем тягово-транспортное средство и одноосную машину, присоединенную к нему посредством дышла, крепящегося к средству шарнирно, в качестве тягово-транспортного средства используется гусеничный трактор, а одноосную машину присоединяют к нему с помощью дышла, передняя часть которого крепится к остову трактора снизу, вблизи середины опорной поверхности, с помощью шарнира с тремя степенями вращательного движения. На раме тягово-транспортного средства установлены ограничители возможного перемещения дышла в продольно-вертикальной и горизонтальной плоскостях. Дышло присоединено к раме машины с помощью вертикального шарнира. Дышло соединено с рамой машины с помощью горизонтального шарнира, оборудованного фиксатором принудительного регулирования взаимного положения дышла, и рамы одноосной машины в продольно-вертикальной плоскости. Фиксатор оборудован предохранителем.
Предлагаемое изобретение сопровождается чертежами.
м
м
На фиг.1 изображена схема агрегата, включающего колесный трактор и одноосный прицеп с указанием внешних сил, действующих на агрегат в продольно-вертикальной плоскости (культиватор заменен действующей с его стороны силой Р на высоте h).
На фиг.2 представлена схема колесного трактора и одноосного прицепа в горизонтальной плоскости.
На фиг.3 и 4 изображено то же, что и на фиг.1 и 2 соответственно, но для гусеничного трактора.
На фиг.5 представлена схема возможного варианта исполнения вертикального и горизонтального шарниров дышла.
Сельскохозяйственный агрегат состоит из тягово-транспортного средства 1, соединенного с одноосной машиной 2 посредством дышла 3, крепящегося к тягово-транспортному средству шарниром А, установленным под рамой 4 тягово-транспортного средства 1 над опорной поверхностью и имеющим три степени свободы вращательного движения. Поворот дышла относительно остова трактора ограничивается упорами 5 и 6.
Для осуществления крутых поворотов дышло присоединено к раме 7 одноосной машины 2 с помощью вертикального шарнира В, а для обеспечения движения агрегата по неровностям имеет горизонтальный шарнир С с фиксатором 8. Фиксатор оборудован предохранителем 9.
п
к
м
fn
fк
fм
макс
cp
Нормальное давление на почву передних q и задних q колес колесного трактора (фиг.1), на опорную поверхность движителя гусеничного трактора (фиг.3) - q и колеса одноосной машины q имеют разные значения. Их величина оказывает существенное влияние на уплотнение почвы, силу сопротивления перекатыванию передних Р, задних Р колес трактора, бункера P и буксование движителей трактора. Чем меньше максимальные q и средние q удельные давления на почву, тем меньше ее вертикальная деформация и глубина колеи. Чем равномернее распределение веса по опорной поверхности гусеничных и колесных тракторов со всеми ведущими колесами, тем меньше их буксование.
м
кр
т
0
п
м
кр
кр
оп
Выравнивания эпюр давления для гусеничного трактора (фиг.3) можно добиться, если дышло 3 соединить с помощью шарнира А, расположив его между опорной поверхностью и рамой 4 трактора 1 с продольной а и вертикальной h координатами так, чтобы момент от веса G с плечом а и момент, создаваемый весом, передаваемым одноосным прицепом ΔG с плечом а, уравновешивали опрокидывающий момент, возникающий от тягового сопротивления агрегата Р с плечом h. Тогда результирующая нормальная реакция почвы У будет проходить через середину опорной поверхности (точка О).
оп
То же будет характерно для колесного трактора (выравнивание нагрузки на передние и задние колеса), когда результирующая нормальная реакция почвы У будет проходить через середину базы трактора (точка О).
Такое расположение крепления переднего конца дышла 3 (шарнир А) и большая длина дышла, в сравнении с ТСУ, уменьшают угловые колебания рамы 7 одноосной машины в продольно-вертикальной плоскости при движении по неровностям и улучшают качество обработки почвы и посева.
Агрегат работает следующим образом.
1
На ровных полях взаимные перемещения тягово-транспортного средства 1 и одноосной машины 2 невелики и колебания дышла 3 относительно остова трактора не превышают в горизонтальной плоскости углов ±β - до касания с ограничителями 6, а в продольно-вертикальной плоскости - до касания с ограничителями 5. Колебания дышла 3 осуществляются вокруг шарнира А. Положение осей дышла 3 и рамы 7 одноосного прицепа остается неизменным.
1
При крутых поворотах, когда углы поворота дышла 3 относительно продольной оси в горизонтальной плоскости превышают ±β, оно упирается в ограничители 6 и далее машина поворачивается относительно остова трактора вокруг оси шарнира В (фиг.2, 4 и 5).
При движении по неровностям в продольно-вертикальной плоскости дышло 3 упирается в ограничители 5. При упоре в нижний ограничитель происходит поворот рамы 7 одноосной машины относительно остова трактора вокруг шарнира С (фиг.1, 3 и 5). При упоре в верхний ограничитель поворот происходит после срабатывания предохранительного устройства 9. Ограничители 5 и 6 могут быть заменены ограничительными цепями, раскосами и т.д., а фиксатор 8 с предохранителем 9 - механизмом, обеспечивающим силовое изменение положения дышла 3 относительно рамы 7 одноосной машины. Это можно осуществить с помощью винтового механизма, или силового гидроцилиндра (на чертежах не показаны), или других общеизвестных способов силового регулирования. Это позволит упростить конструкцию и способ регулирования глубины обработки почвы.