ЗАДНЕЕ НАВЕСНОЕ УСТРОЙСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА
REAR HINGED DEVICE OF AGRICULTURAL TRACTOR

Настоящее изобретение относится к «трехточечным» задним навесным устройствам, предназначенным для агрегатирования колесных сельскохозяйственных тракторов с различным навесным рабочим оборудованием (орудиями), в частности с орудиями типоразмера НУ-2 и НУ-3 (здесь и далее типоразмеры заднего навесного устройства указаны по ГОСТ 10677-2001), но может быть распространено и на орудия других типоразмеров, включая нестандартизованные.
Известно навесное устройство, содержащее верхнюю, две нижние продольные тяги с удлинителями, прицепную скобу с вилкой и крюк (SU 648153, А01В 59/042, опубл. 25.02.1979).
Наиболее близким аналогом (прототипом) к предложенному изобретению является навесное устройство, содержащее верхнюю и нижнюю тяги (RU 2132118, А01В 59/04, опубл. 27.06.1999).
К недостаткам известных изобретений можно отнести невозможность полноценного агрегатирования трактора с орудиями, предназначенными для работы с навесными устройствами различных типоразмеров, при соблюдении всех требований к геометрическим характеристикам, безопасности и стабильности силовых характеристик. В частности, в транспортном положении высота подъема навесного рабочего оборудования может оказаться недостаточной для безопасной транспортировки. Не гарантирована возможность регулировки (настройки) рабочего положения элементов навесного рабочего оборудования, например угла наклона плуга к поверхности почвы. Из-за отсутствия амортизирующих устройств в составе навесного устройства боковые усилия, возникающие при работе трактора в агрегате с навесным оборудованием, передаются на остов трактора. Из-за наличия таких недостатков эффективность эксплуатации навесного рабочего оборудования и трактора снижается.
Задачей, на решение которой направленно изобретение, является увеличение универсальности применения сельскохозяйственного трактора за счет использования орудий различных типоразмеров и снижение нагрузок на остов трактора.
Техническим результатом изобретения является создание заднего навесного устройства, обеспечивающего универсальность работы с навесным рабочим оборудованием, выполненным по типоразмерам НУ-2 и НУ-3, за счет использования перенастраиваемой рычажной системы с необходимым диапазоном настройки, а также компенсирующего боковые нагрузки, возникающие при работе трактора в агрегате с навесным рабочим оборудованием, за счет применения в конструкции боковых реактивных тяг с амортизирующими устройствами.
Технический результат обеспечивается тем, что в заднем навесном устройстве сельскохозяйственного трактора, содержащем нижние тяги и центральную верхнюю тягу, согласно изобретению нижние тяги содержат переставные крюки со сменными шарнирами, центральная верхняя тяга содержит винтовую пару с возможностью регулировки длины центральной верхней тяги в диапазоне от 580 до 1020 мм, а введенные в конструкцию боковые реактивные тяги с амортизирующими устройствами снабжены винтовыми парами, причем размер винтовых пар обеспечивает возможность регулировки длины оси подвеса от 825 мм до 1100 мм.
Сущность технического решения поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - заднее навесное устройство, вид сбоку,
Фиг. 2 - заднее навесное устройство, вид сверху,
Фиг. 3 - нижняя тяга,
Фиг. 4 - боковая реактивная тяга,
Фиг. 5 - заднее навесное устройство, присоединительный треугольник,
Фиг. 6 - схема нагружения заднего навесного устройства,
Фиг. 7 - результаты расчета грузоподъемности заднего навесного устройства с регулировками на типоразмер НУ-2,
Фиг. 8 - результаты расчета грузоподъемности заднего навесного устройства с регулировками на типоразмер НУ-3,
где приведены следующие обозначения:
1 - нижняя тяга
2 - передний конец нижней тяги 1
3 - задний конец нижней тяги 1
4 - крюк
5 - фиксатор
6 - полость
7 - центральная верхняя тяга
8 - винтовая пара
9 - верхний рычаг
10 - гидроцилиндр
11 - вертикальный раскос
12 - сменный шарнир
13 - боковая реактивная тяга
14 - нижняя тяга
15 - верхняя тяга
16 - струбцина
17 - винтовая пара
18 - винтовая пара
19 - амортизирующее устройство
20 - цилиндр
21 - поршень
22 - пружина
23 - фиксатор
24 - крышка
25 - выступы
26 - крепление
27 - присоединительный треугольник
28 - ось подвеса
29 - опорная поверхность.
Заднее навесное устройство сельскохозяйственного трактора состоит из двух нижних тяг 1 (Фиг. 1), каждая из которых имеет передние и задние концы 2 и 3 (Фиг. 3) соответственно, крюк 4, фиксатор 5 и полость 6 для установки крюка 4, центральной верхней тяги 7 с винтовой парой 8, двух верхних рычагов 9, двух гидроцилиндров 10, двух вертикальных раскосов 11, сменных шарниров 12, предназначенных для крепления рабочего оборудования (не показано), и двух боковых реактивных тяг 13 (Фиг. 2). Вертикальный раскос 11 состоит из нижней тяги 14, верхней тяги 15 и струбцины 16, при этом верхняя тяга 14 и струбцина 16 образуют винтовую пару 17. Боковая реактивная тяга 13 включает в себя винтовую пару 18 (Фиг. 4), амортизирующее устройство 19, конструктивно состоящее из цилиндра 20, поршня 21, пружины 22 и фиксатора 23, выполненного в виде крышки 24 с прорезью, закрепленной на цилиндре 20, и выступов 25 на поршне 21, со стороны фиксатора 23 крышка 24 имеет крепление 26 к остову трактора (не показан). Присоединительный треугольник 27 (Фиг. 5), образован линиями, соединяющими присоединительные точки нижних тяг 1 и центральной верхней тяги 7, причем линия, соединяющая присоединительные точки нижних тяг 1, образует ось подвеса 28.
Устройство работает следующим образом:
1
Настройка заднего навесного устройства под определенный типоразмер осуществляется за счет регулирования следующих элементов: крюки 4 нижних тяг 1 могут перемещаться по полостям 6, при этом крюк 4 закрепляется фиксатором 5, длины боковых реактивных тяг 13, центральной верхней тяги 7 и вертикальных раскосов 11 изменяются за счет изменения глубины завинчивания винтовых пар 8, 18 и 17 соответственно. Причем длина L имеет возможность регулировки от 580 до 1020 мм, а длина L оси подвеса 28 имеет возможность регулировки в диапазоне от 825 до 1100 мм.
Например, настройка заднего навесного устройства на типоразмер НУ-2 по ГОСТ 10677-2001 осуществляется в следующем порядке:
- установить крюки нижних тяг в переднее положение, закрепить фиксаторы;
- вращением винтовых пар 17 на боковых реактивных тягах 13 установить требуемую длину L оси подвеса 28;
- опустить гидроцилиндры 10;
- вращением струбцин 16 вертикальных раскосов 11 установить необходимую минимальную высоту Н от опорной поверхности 29 до оси подвеса 28;
- в крюки 4 установить сменные шарниры 12 типоразмера НУ-2;
- вращением винтовой пары 8 отрегулировать длину центральной верхней тяги 7 для обеспечения требуемой высоты В присоединительного треугольника 27.
Настройка заднего навесного устройства на типоразмер НУ-3 осуществляется аналогично, но крюки 4 нижних тяг 1 при этом перемещаются в крайнее заднее положение и в крюках 4 устанавливаются сменные шарниры 12, соответствующие типоразмеру НУ-3.
Амортизирующее устройство 19 работает следующим образом: при работе трактора в агрегате с навесным рабочим оборудованием (например, с плугом) крышка 24 фиксатора 23 находится в поднятом положении (Фиг. 1) так, что выступ 25 не находится в зацеплении с крышкой 24, благодаря этому пружина 21 амортизирующего устройства 19 имеет возможность сжиматься под воздействием некоторой осевой силы, приложенной к боковой реактивной тяге 13. В случае возникновения боковых усилий на навесном рабочем оборудовании усилие через нижнюю тягу 1 передается на боковую реактивную тягу 13, в которой поршень 21 сжимает пружину 22. Усилие сжатия пружины 22 компенсирует боковые усилия, возникающие на навесном рабочем оборудовании, что существенно снижает передаваемую на остов трактора боковую нагрузку от рабочего оборудования. При поднятом вверх рабочем оборудовании крышка 24 опускается на боковую реактивную тягу 13 и входит в зацепление с выступом 25, блокирует перемещения поршня 21, а следовательно, и возможность изменения длины боковой реактивной тяги 13 при возникновении боковых усилий (например, от сил инерции или при боковом ветре), что повышает безопасность при движении трактора с поднятым вверх рабочим оборудованием.
При проектировании предлагаемого заднего навесного устройства был выполнен анализ его эффективности на основе математического моделирования испытаний грузоподъемности.
При моделировании оценивалось изменение усилия в контрольной точке в зависимости от изменения положения (хода) нижних тяг 1. Расстояние С до точки измерения грузоподъемности на агрегируемом орудии принималось в 3-х вариантах (Фиг. 6):
1) 0 мм (на задних концах 3 нижних тяг 1),
2) 610 мм от задних концов 3 нижних тяг 1,
3) 1220 мм от задних концов 3 нижних тяг 1.
При этом анализ проводился для идеальных условий работы заднего навесного устройства, характеризующихся отсутствием трения в сочленениях рычажной системы и отсутствием потерь в гидросистеме трактора (гидравлическая система выдает 100% своей мощности).
По результатам анализа графиков (Фиг. 7, Фиг. 8) можно сделать вывод, что кинематическая схема заднего навесного устройства обеспечивает постоянство возрастания создаваемого гидравлической системой трактора усилия, необходимого для извлечения из почвы и подъема рабочего оборудования в транспортное положение независимо от положения центра тяжести рабочего оборудования как для типоразмера НУ-2, так и для типоразмера НУ-3.