ОБОРОТНЫЙ ПЛУГ
TURNWREST PLOUGH

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к тракторным навесным оборотным плугам для гладкой пахоты.
Известен аналогичный по назначению оборотный плуг, включающий раму, выполненную из двух шарнирно связанных собой секций, плужные корпуса, механизм их оборота, дугообразную направляющую с зубчатой рейкой, выполненной из двух частей и взаимодействующей с зубчатым колесом, связанным с несущей плужные корпуса секций рамы, имеющей катки, контактирующие с верхней и нижней поверхностью дугообразной направляющей (а.с. СССР № 971125).
Недостатком такого плуга является его невозможность использования на склоне, так как поворотная секция рамы в этом плуге при работе на склоне под действием силы тяжести в среднем положении не обеспечивает симметричного расположения корпусов, а это приводит к тому, что в рабочем положении стойки корпусов не будут перпендикулярны поверхности почвы и плуг будет неработоспособен.
Известен оборотный плуг, в котором устранены отмеченные в предыдущем аналоге недостатки, содержащий раму, плужные корпуса и гидроцилиндр.
Рама выполнена из двух связанных центральным двухосным шарниром неподвижной и подвижной секций. На подвижной секции закреплены плужные корпуса и шестерня. Дугообразная направляющая закреплена на раме и имеет выполненную из двух частей зубчатую рейку, взаимодействующую с шестерней, и контактирующие с ее верхней и нижней поверхностями опорные элементы. Верхний опорный элемент выполнен в виде катка, а нижний - в виде блока катков, ступица которого жестко посажена на вал подвижной секции рамы. На дугообразной направляющей около зубчатой рейки выполнены вырезы для входа крайнего катка блока в момент зацепления шестерни с зубчатой рейкой. Такое конструктивное выполнение позволит повысить надежность плуга (патент РФ № 2176858, A01B 3/46, 1999).
Недостатками такого плуга являются сложность рычажной системы оборота подвижной рамы, сложность конструкции дугообразной направляющей с зубчатой рейкой, состоящей из двух частей, и недостаточная жесткость подвижной секции рамы, задний конец которой удерживается в одной подшипниковой опоре, что при транспортировке создает изгибающий момент, а наличие смещения опоры относительно продольной оси транспортного средства создает дополнительную нагрузку на транспортное средство.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности за счет создания жесткой фермы поворотной рамы и ее силового замыкания с платформой, упрощение конструкции узла разворота подвижной рамы с плужными корпусами усовершенствованием дугообразной направляющей.
Поставленная задача решается тем, что оборотный плуг, содержащий раму, левые и правые плужные корпуса, дугообразную направляющую, опорные колеса и гидроцилиндр оборота, согласно изобретению снабжен неподвижной платформой, смонтированными на ней гидроцилиндром поворота и связанной с ним поворотной опорой с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, фиксаторами, поперечиной, дугообразной направляющей и рамой, выполненной в виде продольных ребер, сходящихся к вершине, левые и правые боковые ребра которой жестко связаны с несущим ребром, образуя V-образную ферму, при этом одно из боковых ребер связано со штоком гидроцилиндра оборота, а несущее ребро задним концом смонтировано в поворотной опоре с возможностью его поворота вокруг вертикальной и горизонтальной осей, а на его переднем конце установлен шарнир, размещенный в предусмотренном пазу дугообразной направляющей, на левом и правом ребрах закреплены соответственно левые и правые плужные корпуса, а у вершины фермы смонтированы опорные колеса с индивидуальным приводом регулировки; гидроцилиндр оборота смонтирован на платформе; поворотная опора связана со штоком гидроцилиндра поворота, а ее вертикальная ось совпадает с продольной осью транспортного средства.
Эта совокупность общих и основных отличительных существенных признаков, которыми характеризуется заявляемый навесной оборотный плуг, не известна из уровня техники, является новой и достаточной во всех случаях, на которые распространяется объем правовой защиты.
Так, выполнение поворотной рамы в виде сходящихся от основания к вершине продольных ребер, у которой левые и правые боковые ребра жестко связаны с несущим ребром и образуют V-образную ферму, создают жесткую и достаточно легкую, повышенной надежности от изгибающих моментов ферму.
На неподвижной платформе смонтирована рама с плужными корпусами и средствами управления ее поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях; средства подъема всего оборотного плуга при разворотах во время пахоты и транспортировки делают конструкцию достаточно мобильной и более простой как в изготовлении, так и в эксплуатации и независимо от положения рамы, нейтрального или рабочего, обеспечивают подъем платформы 1 как в момент разворота при выглублении, так и при транспортировке.
Все регулировки, связанные с подъемом и опусканием рамы с плужными корпусами, оборотом и поворотом рамы на угол атаки, обеспечивающий ширину вспашки, подъем и опускание опорных колес, осуществляются с рабочего места оператора на транспортном средстве посредством гидроцилиндров.
На фиг.1 изображен оборотный плуг в транспортном положении, вид в плане; на фиг.2 изображена платформа без рамы, вид сверху; на фиг.3 - вид по стрелке Д на фиг.2; на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.1 с условным показом рабочего положения плужных правосторонних корпусов; на фиг.6 - разрез по В-В на фиг.4 с показом в разрезе подшипниковой опоры.
Оборотный плуг включает неподвижную платформу 1, на которой смонтированы рама 2, поворотная опора 3, дугообразная направляющая 4, поперечина 5, стойки 6 и 7, соединенные гибкой связью, например цепью 8, фиксаторы 9, гидроцилиндр поворота 10 рамы 2 в горизонтальной плоскости на угол атаки. Рама 2 выполнена в виде продольных ребер: правого 11, левого 12 и несущего 13. Продольные ребра 11, 12 и 13 сходятся от основания к вершине. Левое 12 и правое 11 ребра жестко связаны с несущим ребром 13 посредством стержней 14, 14А, 15 и 15А и образуют V-образную ферму. Гидроцилиндр оборота 16, установленный на платформе 1, посредством штока через рычаг 16А связан с несущим ребром 13. Гидроцилиндр поворота 10 посредством штока связан с поворотной опорой 3. У вершины рамы 2 на рычагах 17 и 18 закреплены два опорных колеса 19 и 20. На боковых ребрах 11 и 12 смонтированы соответственно право- и левооборачивающие плужные корпуса 21 и 22. На переднем конце несущего ребра 13 закреплен шарнир 23, размещенный в дугообразном пазу 24 направляющей 4. Задний конец ребра 13 размещен в подшипнике скольжения 25 поворотной опоры 3, жестко связанной с вертикальной осью 26, имеющей возможность поворота в подшипнике платформы 1. Угол V-образного развала фермы равен 110…130°.
Оборотный плуг посредством поперечины 5 крепится к подвеске 27 транспортного средства 28. Подъем и опускание оборотного плуга осуществляются гидроцилиндром 29 транспортного средства 28.
Фиксаторы 9 на платформе 1 обеспечивают при обороте рамы 2 в рабочее положение как для левооборачивающих, так и правооборачивающих плужных корпусов точную глубину вспашки и удержание рамы в горизонтальном положении, при этом шток гидроцилиндра 16 через рычаг 16А обеспечивает силовое замыкание системы шток-фиксатор. Фиксатор 9 известным образом может регулироваться по высоте.
Все гидроцилиндры 10, 16, 29, 30 и 31 управляются централизованно из кабины транспортного средства, процесс управления автоматизирован. Угол оборота рамы из нейтрального положения составляет 30°.
Угол атаки плужных корпусов, обеспечивающий заданную ширину вспашки, осуществляется поворотом рамы 2 в горизонтальной плоскости посредством гидроцилиндра 10, поворотом опоры 3, перекатыванием шарнира 23 по направляющей 24.
При совмещении горизонтальной оси несущего ребра 13 с продольной осью транспортного средства 28 вспашка осуществляется с минимальной шириной захвата. Конструктивное решение кинематики оборотного плуга обеспечивает при изменении ширины захвата передачу тягового усилия транспортного средства 28 по горизонтальной оси ребра 13, совпадающего с продольной осью транспорта.
Глубина вспашки регулируется гидроцилиндрами 30 и 31, осуществляя подъем или опускание колес 19 и 20 с одновременным подъемом и опусканием подвески транспортного средства, удерживающего платформу 1.
Работает устройство следующим образом.
В поле, сориентировав агрегат для прохода первой борозды, поскольку применение таких плугов не требует разбивки поля на загонки, производят перевод плуга из транспортного положения в рабочее оборотом рамы 2 до упора в фиксатор 9 посредством гидроцилиндра 16. Рабочий процесс начинается после опускания плуга на поверхность поля посредством гидроцилиндра 29, связанного с поперечиной 5, стойками 6 и 7. Происходит заглубление плужных корпусов при движении трактора. В конце гона производят выглубление плуга и в момент поворота на конце поля или контура, осуществляемого, как правило, по наиболее рациональной петлевой схеме, производят изменение рабочей позиции рамы 2 с оборотом ее на 60° для включения в работу противоположной группы плужных корпусов и разворота рамы в горизонтальной плоскости из одного крайнего положения в другое. Это позволяет получить гладкую, выровненную, без свальных гребней и развальных борозд пашню при меньшем уплотнении ее закраин и более рациональном использовании энергетических затрат на единицу пашни.
В заявленном агрегате сведено до минимума количество рычажных сочленений в механизме реверсирования рамы, что повышает эксплуатационную надежность, меньшую металлоемкость механизма и орудия в целом; обеспечивается одинаковое стартовое усилие отрыва рамы от фиксаторов как при переходе из правого в левое, так и из левого в правое положение; пазовая конструкция дуговой направляющей обеспечивает плавный поворот рамы на угол атаки; обеспечивается равное замедление при опускании рамы на платформу; индивидуальная регулировка установки опорных колес при установлении глубины вспашки обеспечивает качество пахоты.
В ходе поиска аналогов и прототипа исследовались следующие патентные материалы:
1. А. с. СССР № 971125, A01B 3/46, 1982 г.
2. Пат. РФ № 2033000, A01B 3/46, 1993 г.
3. Пат. РФ № 2084089, A01B 3/36, 1992 г.
4. Пат. РФ № 2084090, A01B 3/42, 1995 г.
5. Пат. РФ № 2109418, A01B 3/42, 1996 г.
6. Пат. РФ № 2176858, A01B 3/46, 1999 г.
7. Пат. РФ № 2300180, A01B 3/42, 2005 г.