Результат интеллектуальной деятельности: Многофункциональный плуг с поворотным брусом

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для основной обработки почвы, предназначенным как для безотвальной, так и для отвальной гладкой вспашки.

Известен «Плуг оборотный с переменной шириной захрата» (см. патент РФ №2506732, А01В 79/00, 2014 г.), включающий несущую раму с центральной продольной балкой. Рама шарнирно соединена с поворотным брусом с возможностью его отклонения на угол а в пределах 0-45° в обе стороны относительно оси поворотного бруса. На брусе установлены плужные корпуса с возможностью их поворота на оси на угол β в пределах 0-30° в обе стороны против хода или по ходу часовой стрелки. В передней части бруса закреплен ползун. Дугообразная направляющая закреплена на нижней части несущей рамы и содержит отверстия на обоих концах для установки упора ползуна. Плужные корпуса гидроцилиндрами через штанги установлены с возможностью согласованного поворота на осях с жестко закрепленными на них рычагами и пальцами, шарнирно соединенными со штангой. Поворот плужных корпусов ограничивается упором штанги. Плужные корпуса включают установленные на поворотной стойке под углом друг другу отвалы с крыльями левого и правого оборота пласта, левого и правого лемеха

К недостаткам данного устройства можно отнести высокую конструктивную сложность устройства, а в связи с этим низкую эксплуатационную надежность и ремонтопригодность. Отсутствие с внешней стороны дугообразной направляющей пластинчатых кронштейнов для фиксации безотвальных рабочих органов, что снижает возможности данного плуга.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Многофункциональный плуг с поворотным брусом» (см. патент РФ №2618342, А01В 79/00, 2017), содержащий раму, которая выполнена из шарнирно соединенных между собой двух секций - подвижной с закрепленными на ней плужными корпусами и неподвижной с дугообразной направляющей, и механизм поворота. Плужные корпуса выполнены в виде вогнутых прямоугольных с нижней заточкой пластин и размещены симметрично и перпендикулярно на изготовленном из трубы квадратного профиля брусе подвижной секции. Пластины оснащены сзади приваренными зубовыми пальцами и парными пластинчатыми кронштейнами для крепления с помощью отверстий и пальцев. Брус снабжен приваренной вертикально консольной осью, входящей снизу в подшипниковую втулку неподвижной секции. Механизм поворота включает кинематически связанные звездочку, червячный редуктор с электродвигателем постоянного тока и цевочную рейку. Цевочная рейка закреплена на нижней стороне и выполнена из швеллера дугообразной направляющей. С внешней стороны дугообразная направляющая оснащена парными пластинчатыми кронштейнами для фиксации безотвальных рабочих органов. Рабочие органы содержат пластинчатые державки с перфорацией для переустановки по высоте. Державки оснащены приваренными спереди трубными стойками. В стойках смонтированы цилиндрические, размещенные под углом 35-38° к поверхности почвы, долота с плоской подошвой, выполненной под углом 10-13°. Сзади на державках внизу установлены дренеры или на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте плоскорезные лапы. Обеспечивается повышение функциональных возможностей плуга, упрощение конструкции механизма поворота и фиксации.

Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, имеет сложную для изготовления дугообразную направляющую, большое количество составных частей и высокие затраты труда на перестановку рабочих органов и настройку на разные технологические приемы обработки почвы, а также низкую функциональную возможность.

Техническим результатом является упрощение конструкции механизма поворота и фиксации, совершенствование рабочих органов для обеспечения повышения функциональных возможностей плуга и для снижения затрат труда при настройке.

Технический результат достигается тем, что в многофункциональном плуге с поворотным брусом, содержащем раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой 2-х секций - подвижной в виде поворотного с квадратным профилем бруса, связанного с направляющей и закрепленными на нем плужными корпусами, и неподвижной с передним брусом, на котором закреплены чизельные рабочие органы, и механизм поворота, при этом на поворотном брусе смонтированы с помощью парных кронштейнов симметрично, перпендикулярно и шарнирно плужные корпуса, имеющие стойки, отвалы в виде вогнутых прямоугольных пластин, с прикрепленными двухсторонними лемехами, к задней части которых приварены зубовые пальцы, а на неподвижном брусе жестко смонтированы с помощью парных кронштейнов безотвальные рабочие органы, оснащенные пластинчатыми с перфорацией для переустановки по высоте державками с приваренными спереди трубными стойками с цилиндрическими размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы долотами с плоской подошвой под углом 10-13°, с закрепляемыми сзади внизу дренерами или на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте плоскорезными лапами, при этом механизм поворота содержит червячный редуктор с электродвигателем постоянного тока и концевые выключатели, отличающийся тем, что передний брус рамы выполнен клиновидным и имеет поперечину, на которой по всей длине закреплена зубчатая рейка и установлена каретка с червячным приводом с шестерней кинематически связанной с рейкой с водилом, причем водило размещено в выполненной в виде щели направляющей поворотного бруса, на котором расположен гидроцилиндр с подвижным штоком, имеющий кинематическую связь с шарнирно закрепленными стойками плужных корпусов.

Новыми элементами является то, что передний брус рамы выполнен клиновидным и имеет поперечину, на которой по всей длине закреплена зубчатая рейка и установлена каретка с червячным приводом с шестерней кинематически связанной с рейкой с водилом, причем водило размещено в выполненной в виде щели направляющей подвижного бруса, при этом на поворотном брусе расположен гидроцилиндр с подвижным штоком имеющий кинематическую связь с шарнирно закрепленными стойками плужных корпусов, причем плужный корпус оснащен прикрепленным к отвалу двухсторонним лемехом к задней части которого жестко закреплены зубовые пальцы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - изображен многофункциональный плуг с поворотным брусом, вид сверху; на Фиг. 2 - то же вид сбоку в рабочем положении, в режиме рыхления долотом, плоскорезной лапой и бульдозерным перемещением верхней части предварительно взрыхленной почвы с переворотом; на Фиг. 3 - то же, вид сбоку в рабочем положении, в режиме пахоты плужным корпусом, при поднятых в транспортное положение чизельных рабочих органах; на Фиг. 4 - вид сбоку, глубокое рыхление долотом без плоскорезных лап, лемех в транспортном положении; на Фиг. 5 рыхление и боронование; на Фиг. 6 - устройство каретки на брусе; на Фиг. 7 - вид А.

Многофункциональный плуг с поворотным брусом содержит раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой 2-х секций - подвижной в виде поворотного с квадратным профилем бруса 1 связанного с направляющей и закрепленными на нем плужными корпусами 2, и неподвижной 3 с передним брусом 4, на котором закреплены чизельные рабочие органы, и механизм поворота, при этом на поворотном брусе 1 смонтированы с помощью парных кронштейнов 5 симметрично, перпендикулярно и шарнирно плужные корпуса 2, имеющие стойки 6, отвалы 7 в виде вогнутых прямоугольных пластин, с прикрепленными двухсторонними лемеха 8, к задней части которых приварены зубовые пальцы 9 (рис 2), а на неподвижном брусе 4 жестко смонтированы с помощью парных кронштейнов 10 безотвальные рабочие органы, оснащенные пластинчатыми с перфорацией для переустановки по высоте державками 11 с приваренными спереди трубными стойками 12 с цилиндрическими размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы долотами 13 с плоской подошвой под углом 10-13°, с закрепляемыми сзади внизу дренерами (на схеме не показано) или на необходимой, согласно агрономическим требованиям, высоте плоскорезные лапы 14 (рис 2). Передний неподвижный брус 4 рамы выполнен клиновидным и имеет поперечину 15, на которой по всей длине закреплена зубчатая рейка 16 и установлена каретка 17 с водилом 18 и червячным приводом 19 с электродвигателем постоянного тока. Червячный привод 19 на каретке 17 кинематически связан с рейкой 16 посредством шестерни 20 (фиг. 7). При этом водило 18 размещено в выполненной в виде щели направляющей 21 поворотного бруса 1. В механизм поворота входят концевые выключатели (на схеме не показано). На брусе 1 расположен гидроцилиндр 22 с подвижным штоком 23, имеющий кинематическую связь с шарнирно закрепленными стойками 6 плужных корпусов 2.

Работа многофункционального плуга с поворотным брусом осуществляется следующим образом.

В поле при движении устройства цилиндрические долота 13 и плоскорезные лапы 14 внедряются в почву на заданную глубину за счет предварительной настройки и осуществляют плоскорезное рыхление. Затем вслед идущие плужные корпуса 2 также предварительно установленные гидроцилиндром 22 и подвижным штоком 23 на определенную глубину осуществляют бульдозерное перемещение верхней части предварительно взрыхленной почвы, при этом при перемещении осуществляется дополнительное разрыхление и частичный переворот почвы (фиг. 2). Чтобы перемещение почвы происходило в одну сторону, как при гладкой вспашке, производят повороты подвижной секции. Повороты бруса 1 осуществляются с помощью включения соответствующей кнопки в кабине трактора, при этом происходит перемещение каретки 17 с водилом 18 по поперечине 15, благодаря чему брус 1 переводится из одного крайнего положение в другое. Таким образом, осуществляется совмещение приемов безотвальной обработки почвы с приемами гладкой пахоты, причем с интенсивным перемешиванием и частичным переворотом разрыхленной почвы.

Далее подняв на брусе 1 плужные корпуса 2 в самое верхнее положение с помощью гидроцилиндра 22 с подвижным штоком 23, имеющий кинематическую связь с шарнирно закрепленными стойками 6 плужных корпусов 2, а державки 11 и стойки 12 опустив в крайнее нижнее положение возможно обеспечение приемов только глубокого (на глубину до 60 см) чизелевания долотами 13, при этом плоскорезные лапы 14 сняты с державок 11 (Фиг. 4). Также возможна операция глубокого чизелевания с дренированием, когда внизу закреплены дренеры вместо лап (на схеме не показано).

В том числе возможна плоскорезная обработка (когда долота 13 на стойках 12 закреплены на глубину 30 см, лапы 14 на державках 11 закреплены на глубину 20 см, согласно агрономическим заданиям), а стойки 6 и плужные корпуса 2 повернуты в положение, когда только их зубовые пальцы 9 внедрены в поверхностный слой почвы. При данных моментах обеспечивается совмещение с приемами боронования, закрепленными на лемехах 8 зубьями 9 (фиг. 5).

При поднятых в верхнее положение чизельных рабочих органов и повернутых в положение для пахоты с помощью гидроцилиндра 22 с подвижным штоком 23, имеющего кинематическую связь с шарнирно закрепленными стойками 6 плужных корпусов 2 осуществляется операция отвальной вспашки, при которой лемехом 8 происходит срезание пласта, отвалом 7 переворот и рыхление пласта (Фиг. 3).

Таким образом, многофункциональный плуг для основной обработки почвы является универсальным плугом. Он может быть применен для почвозащитных технологий обработки почвы, так как может выполнять несколько операций: чизельную (глубокую) обработку почвы; безотвальное рыхление (плоскорезную обработку почвы); отвальную (гладкую) обработку почвы. Применяя универсальный плуг, экономятся затраты ресурсов, затраты энергии, людские ресурсы, снижается пагубное влияние на почву. При обработке почвы экспериментальным плугом обеспечивается гладкий и ровный рельеф без заделки стерни. Цилиндрическое долото способствует безотказному внедрению его в почву.