ПЛУГ ПРИЦЕПНОЙ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности, к обработке почвы, а именно узлам, деталям и принадлежностям сельскохозяйственных машин - плугам с жестко закрепленными лемехами, и может быть использована в качестве тракторного прицепного плуга.
Известен прицепной тракторный плуг, в котором с целью упрощения конструкции и надежности в работе оси обоих передних колес жестко связаны между собой дугой, составляя вместе с ней общую коленчатую ось, прямолинейная часть которой шарнирно связана с рамой плуга и обычной кинематической связью - с задним колесом (см. патент на изобретение СССР №106475, МПК А01В 3/28, опубл. 01.01.1957 г.).
Недостатком известной конструкции является наличие жестко связанных между собой двух бороздовых колес, что существенно ухудшает качество вспашки и не обеспечивает возможность копирования рельефа почвы. При этом при совершении маневра указанные бороздовые колеса испытывают значительную нагрузку, которая может привести к их излому, например, разрушению самих колес, а также их креплений к раме плуга.
Известен также плуг, включающий раму с закрепленными на ней корпусами и установленными на коленчатых полуосях, смещенных друг относительно друга в горизонтальной плоскости, бороздным и полевым колесами, снабженными механизмами регулирования глубины вспашки и установки в транспортное положение с рычагом подъема плуга, шарнирно присоединенным к полуоси полевого колеса, при этом с целью улучшения устойчивости хода плужных корпусов по глубине обработки, плуг снабжен механизмом силового замыкания полевого и бороздного колес, выполненного в виде двух соприкасающихся друг с другом рычагов, каждый их которых жестко закреплен на соответствующих полуосях (см. патент на изобретение СССР №470257, МПК А01В 3/46, А01В 65/00, опубл. 15.05.1975 г.).
Наличие в известной конструкции бороздового колеса значительно ухудшает качество пахоты, при этом конструкция плуга не обеспечивает копирования рельефа почвы, поскольку при вспашке поля с неровным рельефом задние корпуса либо излишне заглубляются, либо наоборот выглубляются. При этом полевое или бороздное колеса, имеющие силовое замыкание между собой, при маневре плуга испытывают значительную нагрузку на полуоси их крепления, которая может привести к их разрушению или разрушению колеса и выходу плуга из строя.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является известный прицепной плуг, включающий раму с закрепленными на ней рабочими органами, опорно-транспортные колеса, снабженные механизмами их перевода из рабочего в транспортное положение, прицеп, закрепленный в передней части рамы, опорное колесо, жестко зафиксированное к раме с возможностью вертикального перемещения совместно с рамой при переводе из рабочего в транспортное положение, при этом прицеп закреплен подвижно с возможностью поворота относительно оси крепления в вертикальной плоскости, а механизм перевода колес из рабочего в транспортное положение включает гидроцилиндр, соединенный в технологической последовательности с рычагом опорно-транспортного колеса, причем ни одно из колес плуга не является самоустанавливающимся (см. патент РФ на полезную модель №113906, МПК А01В 3/24, опубл. 10.03.2012 г.).
Однако при поворотах или разворотах плуга на все колеса вследствие их жесткого крепления к раме и невозможности самостоятельного поворота независимо от рамы, резко возрастают боковые нагрузки. Максимальные нагрузки, вследствие большего угла поворота, приходятся на передние колеса, размещенные ближе к трактору. Это может привести к механическому разрушению опорного и переднего опорно-транспортного колес, рычагов или иных элементов, фиксирующих их относительно рамы. Кроме того, это увеличивает радиус и время разворота, что снижает производительность плуга. Опорное колесо, жестко закрепленное к раме и не использующееся в транспортном положении, в рабочем положении вследствие жесткого крепления не позволяет многокорпусному плугу копировать рельеф поля, что снижает качество пахоты. При этом в процессе пахоты при изменении рельефа поля опорное колесо также испытывает избыточные нагрузки, способные привести к его разрушению.
Задачей заявленного технического решения является повышение надежности, маневренности, производительности плуга и качества вспашки при агрегатировании с тракторами, не имеющими гидрофипированной навесной системы.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в обеспечении в процессе эксплуатации, а именно транспортировки и пахоты, несоосной ориентации в пространстве, по крайней мере, одного опорно-транспортного колеса и несущей рамы как при прямолинейном движении плуга, так и при совершении маневра плуга, а также непрерывного вращения переднего опорно-транспортного колеса.
Указанный технический результат достигается тем, что плуг прицепной, содержащий раму с закрепленными на ней рабочими органами, опорно-транспортные колеса, снабженные механизмами их перевода из рабочего в транспортное положение, прицеп, закрепленный в передней части рамы подвижно с возможностью поворота относительно оси крепления в вертикальной плоскости и снабженный гидроцилиндром, при этом механизм перевода опорно-транспортного колеса из рабочего в транспортное положение включает гидроцилиндр, соединенный в технологической последовательности с рычагом опорно-транспортного колеса, согласно полезной модели, снабжен, по крайней мере, одной парой самоустанавливающихся опорно-транспортных колес, установленной в передней части плуга.
Плуг может быть снабжен, по крайней мере, одной парой опорно-транспортных колес, размещенной в задней части плуга и движущихся по необработанной поверхности поля.
Крепление передней и задней пар колес к раме может быть осуществлено через цапфу, установленную на вертикальной оси, размещенной в опоре пары колес.
При этом крепление пар колес к цапфам может быть осуществлено через горизонтально ориентированную ось со ступицами, которая выполнена смещенной относительно вертикальной оси, на которой закреплена цапфа.
Цапфа задней пары колес может быть застопорена в положении, обеспечивающем прямолинейную ориентацию задней пары колес относительно направления движения плуга.
Гидроцилиндры и рычаги, обеспечивающие перевод пар колес из рабочего в транспортное положение, могут быть установлены на раме посредством кронштейнов.
При этом гидроцилиндр и рычаг пары опорно-транспортных колес соединены между собой через регулировочный винт, механически связанный с гидроцилиндром посредством кулисы.
Крепление пар колес к раме может быть осуществлено, например, посредством двуосного кронштейна, на нижней оси которого размещен рычаг с упором, в котором установлена ось, предназначенная для соединения с винтом регулировки положения пары колес, на верхней оси установлены два рычага, при этом рычаги посредством осей соединяются с опорой пары колес. Регулировочные винты при этом снабжены двумя гайками для бесступенчатого изменения положения оси упора рычага относительно регулировочного винта.
На переднем перпендикулярном направлению движения брусе рамы могут быть приварены проушины для закрепления прицепа.
На раму может быть приварен раскос для крепления гидроцилиндра прицепа. При этом на поперечине прицепа может быть установлен кронштейн для закрепления гидроцилиндра прицепа, опирающегося на раскос рамы плуга.
Крепление прицепа с рамой плуга может быть осуществлено посредством осей, установленных в проушинах рамы и втулках, вваренных в заднюю часть прицепа.
В передней части прицепа на оси может быть установлена пластина с отверстием для соединения с прицепным устройством трактора, перемещение которой на оси ограничено упорами.
Под «самоустанавливающимися колесами» понимаются такие колеса, которые не приводятся в действие системой рулевого управления транспортного средства, но могут поворачиваться за счет трения в зоне контакта шины с опорной поверхностью, например, почвой.
Указанный выше технический результат достигается за счет следующего.
Наличие в прицепном плуге, по крайней мере, одной пары самоустанавливающихся колес, установленной в передней части плуга, позволяет снизить нагрузку на крепление колес к раме при маневре плуга, например, повороте или развороте. Так, при повороте или развороте пара самоустанавливающихся колес производит непрерывное равномерное движение по криволинейной траектории. При жестком креплении колес траектория движения ступенчатая и в определенный момент времени возникает боковое перемещении или смещение колес без их вращения. В этот момент колеса и их крепление испытывают максимальную нагрузку на излом. Наличие самоустанавливающихся колес устраняет боковое смещение колес, уменьшает нагрузку на них, обеспечивая в любой момент времени непрерывное вращение колес в направлении движения.
Поскольку максимальная нагрузка, например, при повороте приходится на переднюю часть плуга, то целесообразно устанавливать самоустанавливающиеся колеса именно в передней части плуга. Использование не одного, а двух парно установленных колес позволяет дополнительно распределить нагрузку между ними, что повысит их надежность и снизит вероятность разрушения как колес, так и их крепления к раме.
Использование самоустанавливающейся пары колес обеспечивает самостоятельное изменение угла поворота пары колес независимо от изменения угла поворота рамы при повороте или развороте плуга. При этом предложенная конструкция плуга позволяет осуществить его эксплуатацию, при которой он в рабочем положении опирается на грунт только на 2 точки опоры - две пары опорно-транспортных колес, а не три как у прототипа - два опорно-транспортных колеса и одно опорное колесо, что позволяет улучшить копирование рельефа, так как исключается влияние третьей точки опоры на положение рамы относительно рельефа обрабатываемого поля.
Также при повороте или развороте плуга за счет самоустанавливаемости колес уменьшается радиус поворота трактора с плугом, что сокращает время маневра, увеличивая, тем самым, производительность.
Размещение в задней части плуга также сдвоенных колес более равномерно распределяет нагрузку на крепление задних колес и на них самих, повышая в целом надежность плуга.
Крепление пар колес к раме может быть осуществлено через цапфу, установленную на вертикальной оси, размещенной в опоре пары колес, позволяет за счет вращающегося элемента (цапфы) на вертикальной оси обеспечивать беспрепятственный поворот колес, сохраняя жесткую вертикальную ориентацию колес относительно грунта, равномерно распределяя нагрузку на крепление колесной пары.
Наличие стопора цапфы задней пары колес для прямолинейной ориентации задней пары колес относительно направления движения плуга позволит обеспечить курсовую устойчивость плуга и исключить самопроизвольное изменение направления движения задней части плуга.
Установка гидроцилиндров и рычагов, обеспечивающих перевод пар колес из рабочего в транспортное положение, на раме посредством кронштейнов упрощает техническое обслуживание плуга, сокращая время его сборки-разборки для транспортировки.
Соединение гидроцилиндра и рычага пары опорно-транспортных колес между собой через регулировочный винт, механически связанный с гидроцилиндром посредством кулисы, позволяет более равномерно распределить нагрузку на место механической связи регулировочного винта и гидроцилиндра, повышая надежность плуга.
Осуществление крепления пар колес к раме посредством двуосного кронштейна, на нижней оси которого размещен рычаг с упором, в котором установлена ось, предназначенная для соединения с винтом регулировки положения пары колес, при этом на верхней оси установлены два рычага, а рычаги кронштейна посредством осей соединяются с опорой пары колес также позволяет повысить надежность узла крепления колес и плуга в целом, более равномерно распределяя нагрузку. При этом наличие двух гаек на регулировочных винтах для бесступенчатого изменения положение оси упора рычага относительно регулировочного винта позволяет обеспечить бесступенчатую регулировку положения колес относительно рамы при рабочем положении плуга для обеспечения необходимой глубины вспашки.
Выполнение элементов крепления прицепа к раме, а именно наличие проушин на переднем перпендикулярном направлению движения брусе рамы, приваренного раскоса для крепления гидроцилиндра прицепа, кронштейна на поперечине прицепа для закрепления гидроцилиндра прицепа, опирающегося на раскос рамы плуга, осей, установленных в проушинах рамы и втулках, вваренных в заднюю часть прицепа, пластины с отверстием в передней части прицепа на оси для соединения с прицепным устройством трактора, перемещение которой на оси ограничено упорами, позволяет повысить надежность крепления рамы и прицепа, повышая надежность плуга в целом, а также улучшить копирование рельефа почвы.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг.1 представлен плуг прицепной, вид сверху; на фиг.2 - то же, в рабочем положении, вид сбоку; на фиг.3 - то же, в транспортном положении, вид сбоку; на фиг.4 - узел крепления колесной пары к раме, в увеличенном масштабе, общий вид; на фиг.5 - узел крепления гидроцилиндра и рычага механизма перевода опорно-транспортного колеса из рабочего в транспортное положение, в увеличенном масштабе, общий вид; на фиг.6 - узлы крепления колесной пары к раме и гидроцилиндра и рычага механизма перевода опорно-транспортного колеса из рабочего в транспортное положение в сборе, в увеличенном масштабе, общий вид.
Цифрами на чертежах обозначены: 1 - рама; 2 - рабочие органы; 3 - прицеп; 4 и 5 - пара колес, установленных в передней части плуга; 6 и 7 - пара колес, установленных в задней части плуга; 8 - цапфа; 9 - вертикальной ось, на которой установлена цапфа 8; 10 - опора пары колес; 11 - горизонтально ориентированная ось крепления колес; 12 - ступица; 13 - гидроцилиндр колесных пар; 14 - рычаг пары опорно-транспортных колес; 15 - кронштейн крепления гидроцилиндра 13; 16 - двуосный кронштейн; 17 - нижняя ось кронштейна 16; 18 - упор рычага 14; 19 - верхняя ось кронштейна 16; 20 и 21 - рычаги, установленные на верхней оси 19; 22 - площадка на раме 1 для крепления кронштейна 16; 23 - регулировочный винт; 24 - кулиса; 25 - кронштейн крепления кулисы 24; 26 - ось в упоре 18 рычага 14; 27 - гайки регулировочного винта 23; 28 - гидроцилиндр прицепа 3; 29 - проушины на брусе рамы 1; 30 - раскос рамы 1; 31 - кронштейн для крепления гидроцилиндра 28; 32 - ось в передней части прицепа 3; 33 - пластина на прицепе 3.
Прицепной плуг содержит раму 1, с закрепленными на ней рабочими органами 2, опорно-транспортные колеса, прицеп 3, закрепленный в передней части рамы 1 подвижно с возможностью поворота относительно оси крепления в вертикальной плоскости (фиг.1-3). Опорно-транспортные колеса снабжены механизмом перевода из рабочего в транспортное положение.
В передней части плуга установлена, по крайней мере, одна пара самоустанавливающихся опорно-транспортных колес 4 и 5 (фиг.1-3).
Целесообразно, чтобы плуг был снабжен, по крайней мере, одной парой опорно-транспортных колес 6 и 7, размещенной в задней части плуга.
Обе пары опорно-транспортных колес 4 и 5, 6 и 7 являются полевыми, т.е. опираются в рабочем положении на почву и перемещаются при вспашке по необработанной поверхности поля (фиг.2).
При этом в транспортном положении также все колеса плуга опираются на грунт, по которому плуг транспортируется (фиг.3).
Крепление передней (4 и 5) и задней (6 и 7) пар колес к раме 1 может быть осуществлено через цапфу 8, установленную на вертикальной оси 9, размещенной в опоре 10 пары колес (фиг.4 и 6).
При этом крепление пар колес к цапфам 8 может быть осуществлено через горизонтально ориентированную ось 11 со ступицами 12, которая выполнена смещенной относительно вертикальной оси 9, на которой закреплена цапфа 8 (фиг.4 и 6).
Цапфа 8 задней пары колес 6 и 7 может быть застопорена в положении, обеспечивающем прямолинейную ориентацию задней пары колес 6 и 7 относительно направления движения плуга (фиг.4 и 6).
Механизм перевода каждой пары опорно-транспортных колес из рабочего в транспортное положение включает гидроцилиндр 13, соединенный в технологической последовательности с рычагом 14 опорно-транспортного колеса (фиг.6).
Гидроцилиндры и рычаги, обеспечивающие перевод пар колес из рабочего в транспортное положение, могут быть установлены на раме 1 посредством кронштейнов 15 и 16 (фиг.4 и 5).
Так, крепление пар колес 4 и 5, 6 и 7 к раме 1 может быть осуществлено, например, посредством двуосного кронштейна 16 (фиг.4 и 6). При этом на нижней оси 17 кронштейна 16 размещен рычаг 14 с упором 18. На верхней оси 19 установлены два рычага 20 и 21. Причем рычаги 14,20 и 21 кронштейна 16 посредством осей соединяются с опорой 10 пары колес (фиг.4 и 6). Кронштейн 16 крепится к ответной части, выполненной, например, в виде площадки 22, размещенной на раме 1 (фиг.5).
Гидроцилиндр 13 и рычаг 14 пары опорно-транспортных колес могут быть соединены между собой через регулировочный винт 23, механически связанный с гидроцилиндром 13 посредством кулисы 24, также снабженной кронштейном 25 для крепления к раме 1 (фиг.5 и 6).
При этом в упоре 18 рычага 14 установлена ось 26, в отверстие в которой размещается регулировочный винт 23. Регулировочные винты 23 могут быть снабжены двумя гайками 27 для бесступенчатого изменения положение оси упора 18 рычага 14 относительно регулировочного винта 23 (фиг.4 и 5).
Прицеп 3 снабжен гидроцилиндром 28 (фиг.1-3).
Рама 1 плуга может быть выполнена, например, в виде фермы, при этом, на повернутом под углом 43-47° к направлению движения брусе рамы 1 (фиг.1) установлен рабочий орган 2.
Для более удобного крепления прицепа 3, который выполнен, например, в форме равностороннего треугольника, к раме 1 на переднем перпендикулярном направлению движения брусе рамы 1 могут быть приварены проушины 29 для закрепления прицепа 3 (фиг.1). На раму 1 может быть приварен раскос 30 для крепления гидроцилиндра 28 прицепа 3. При этом на поперечине прицепа 3 может быть установлен кронштейн 31 для закрепления гидроцилиндра 28 прицепа 3, опирающегося на раскос 30 рамы 1 плуга (фиг.2 и 3).
Крепление прицепа 3 с рамой 1 плуга может быть осуществлено посредством осей, установленных в проушинах 29 рамы и втулках, вваренных в заднюю часть прицепа 3 (фиг.1).
В передней части прицепа 3 на оси 32 может быть установлена пластина 33 с отверстием для соединения с прицепным устройством трактора, перемещение которой на оси 32 ограничено упорами (фиг.2 и 3).
Прицепной плуг используется следующим образом.
Прицепной плуг через прицеп 3 сцепляется с трактором. Гидросистема плуга подключается к гидросистеме трактора.
При переводе плуга в транспортное положение в надпоршневое пространство всех трех гидроцилиндров - двух гидроцилиндров 13 и гидроцилиндра 28 прицепа 3 подается давление от гидросистемы трактора. Штоки указанных гидроцилиндров выдвигаются. Гидропилиндры 13 пар колес 4, 5 и 6, 7 через кулису 24 и регулировочный винт 23 воздействуют на упоры 18 нижних рычагов 14 пар колес, поднимают раму 1 плуга в транспортное положение, а гидроцилиндр 28 прицепа 3, опираясь на раскос 30 рамы 1, поднимает переднюю часть рамы 1. При этом рабочие органы 2 выглубляются. При транспортировке плуг опирается на две пары опорных колес 4 и 5, 6 и 7 и передней частью прицепа 3 на прицепное устройство трактора, удерживая раму 1 в горизонтальном положении (фиг.3).
В рабочем положении все полости гидроцилиндров плуга соединены со сливной магистралью гидросистемы трактора, штоки гидроцилиндров 13 пар колес 4 и 5, 6 и 7 под весом плуга вдвинуты в цилиндры. Колеса 4-7 находятся в верхнем положении относительно рамы 1. При этом положении колес 4-7 в зависимости от положения оси 26 упора 18, контактирующей через гайки 27, навернутые на регулировочный винт 23, обеспечивается необходимое заглубление рабочих органов 2 на заданную глубину пахоты.
При движении трактора плуг опирается на две пары колес 4 и 5, 6 и 7, причем обе пары колес опираются на невспаханную поверхность поля, то есть являются «полевыми». Прицеп 3 в этом время находится в свободном состоянии, позволяя копировать рельеф почвы, и силой тяги трактора удерживает раму 1 плуга в горизонтальном положении (фиг.2)
При развороте трактора пара колес 4 и 5, установленная в передней части рамы 1, разворачивается по траектории движения, обеспечивая разворот плуга вокруг пары колес 6 и 7, установленной в задней части рамы 1 с минимально возможным для трактора радиусом.
При этом снижается нагрузка на узел крепления пары колес к раме 1, включающий, в частности, двуосный кронштейн 16, на котором установлены рычаги 14, 20 и 21, вертикальную ось 9, на которой установлена цапфа 8, опору 10 пары колес, горизонтально ориентированную ось 11 крепления колес, ступицу 12, а также элементы крепления кронштейна 16 к площадке 22 на раме 1.
Таким образом, в процессе эксплуатации плуга обеспечивается несоосная ориентация в пространстве самоустанавливающейся пары опорно-транспортных колес 4 и 5, установленной в передней части рамы 1 и несущей рамы 1, а также непрерывное ее вращение, исключая ее боковое ступенчатое скачкообразное движение, например, при повороте, развороте, контакте с препятствием и кратковременную блокировку в этот момент, что приводит к чрезмерному повышению нагрузки на колеса и узлы их крепления и может привести к их разрушению. При этом исключение чрезмерной нагрузки повышает надежности крепления колес и плуга в целом, самопроизвольный поворот колес повышает маневренность плуга и качество вспашки, а уменьшение радиуса поворота плуга за счет самоустанавливаемости колес повышает производительность плуга.