Результат интеллектуальной деятельности: РАБОЧИЙ ОРГАН ОТВАЛЬНОГО ПЛУГА С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЛЕМЕШНО-ОТВАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям.

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, а также существующей практикой установлено, что наиболее качественная обработка почвы при минимальных энергозатратах происходит тогда, когда лемешно-отвальная поверхность (ЛОП) рабочего органа отвального плуга имеет определенные параметры. В качестве таких параметров выступают ширина захвата, угол постановки лемеха к дну борозды и угол загиба отвала (угол между направлением движения рабочего органа и образующими лемешно-отвальную поверхность).

В настоящее время делается много попыток создания универсальных рабочих органов отвального плуга, на которых можно было бы изменять параметры ЛОП.

Известен плуг с автоматическим регулированием параметров лемешно-отвальной поверхности [СССР №733527 А01В 15/00], включающий автоматическое регулирование параметров ЛОП в зависимости от скорости движения агрегата при помощи системы управления параметрами, содержащей чувствительный элемент в виде гидронасоса, преобразователь в виде цилиндра-демпфера, связанного посредством двухплечевого рычага с гидрораспределителем и гидроцилиндром, и системы рычагов.

Недостатками данного устройства является то, что в процессе работы происходят частые отказы автоматической системы управления, ввиду ее технической и управленческой сложности, это приводит к заклиниванию в одном положении ЛОП и не способствует улучшению качества обработки почвы и снижению тягового сопротивления; в связи с большим количеством исполнительных механизмов и команд автоматической системы управления регулирование ЛОП производится очень приближенно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является почвообрабатывающее орудие [СССР №1168108, А01В 15/04, 1982 г.], которое содержит лемешно-отвальный рабочий орган, включающий стойку с башмаком и полевой доской, лемех и отвал, который разделен на две части, соединенные между собой при помощи установленных с тыльной стороны отвала упругих накладок, средство регулирования -пружинный демпфер. При помощи этого устройства делалась попытка изменить параметры ЛОП.

Однако к числу основных недостатков данного устройства относится невозможность изменения угла постановки лемеха к дну борозды и очень слабое изменение угла загиба отвала по причине технического несовершенства, что также не способствует достижению поставленной цели.

Целью изобретения является повышение качества и снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы за счет применения лемешно-отвальных рабочих органов с регулируемыми параметрами: угла постановки лемеха к дну и стенке борозды и угла загиба лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).

Поставленная цель достигается тем, что рабочий орган отвального плуга с регулируемыми параметрами лемешно-отвальной поверхности, содержащий стойку с башмаком и полевой доской, лемех и отвал, к которому с тыльной стороны рабочей поверхности прикреплены упругие накладки, средство регулирования, в отличие от прототипа в качестве средства регулирования использовано шарнирное соединение лемешно-отвальной поверхности со стойкой, причем верхняя половина отвала разделена на отдельные горизонтальные пластины, параллельные друг другу и стыку лемеха с отвалом и соединенные между собой вертикальными упругими накладками, при этом к упругим накладкам жестко прикреплены планки, внутри которых установлены плоские шарниры с прямоугольными стержнями, соединенными посредством винтового механизма с упорным крепежным рычагом, жестко прикрепленным другим концом к стойке рабочего органа, а нижняя половина отвала через опорную постель прикреплена при помощи винтов с плоскими шарнирами к крепежной планке боковины башмака, жестко соединенного со стойкой, при этом одна горизонтальная пластина отвала присоединена к одной вертикальной упругой накладке при помощи как минимум двух болтов с потайной головкой. Ширина горизонтальных параллельных друг другу пластин составляет не меньше двух диаметров болтов с потайной головкой, кромки вышеотмеченных пластин выполнены скругленными. Планки присоединены к упругим пластинам на уровне первой или второй горизонтальных пластин, начиная сверху отвала. Плоский шарнир включает в себя шар, усеченный по диаметру на 1/3 его длины сверху и снизу, начиная от периметра, расположенный в такой же усеченной оболочке, имеющей ушки для крепления.

Заявленное устройство имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Во-первых, предложена реальная работоспособная конструкция для изменения параметров ЛОП. Во-вторых, в процессе работы ЛОП испытывает серьезные знакопеременные нагрузки. В этой связи большое значение для продолжительной работы ЛОП имеет ее фиксация в заданном положении. В предлагаемом техническом решении ЛОП присоединена к стойке и фиксируется как минимум четырьмя шарнирами.

В результате проведенного патентного поиска авторами не обнаружено идентичное заявляемому устройство.

Совокупность заявляемых признаков устройства не известна и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Применение данного рабочего органа снижает тяговое сопротивление отвального плуга и соответственно энергоемкость всего процесса вспашки, а также повышает качество обработки почвенного пласта на различных скоростях движения агрегата.

Для реализации заявленного технического решения предлагается рабочий орган плуга, представленный на фигуре 1 - «общее устройство рабочего органа» (вид сверху), 2 - «рабочий орган плуга» (вид со стороны нерабочей поверхности), 3 - «винтовой механизм» (поперечный разрез), 4 -«плоский шарнир», 5 - «поперечный разрез средства регулирования нижней части отвала», 6 - «скругленные пластины отвала».

Рабочий орган плуга (фигура 1) содержит стойку 1, башмак 2, полевую доску 3, лемех 4, отвал 5, при этом верхняя половина разделена на отдельные горизонтальные пластины 6 (фигура 2), параллельные стыку 7 лемеха 4 с отвалом 5. Горизонтальные параллельные пластины 6 соединены между собой с тыльной стороны вертикальными упругими накладками 8 посредством болтов с потайной головкой 9 (фигура 3). Вертикальные упругие накладки 8 выполнены из высокопрочной пружинной стали типа 65Г, HRC₀ 45…48. В верхней половине отвала к упругим накладкам 8 жестко прикреплены планки 10, внутри которых установлены плоские шарниры 11 с прямоугольными стрежнями 12 (фигура 3), соединенные посредством винтового механизма 13 с упорным крепежным рычагом 14 (фигура 1), прикрепленным жестко другим концом к стойке 1 рабочего органа.

Для регулирования ширины захвата и угла установки лемеха к дну и стенке борозды в качестве средства регулирования использовано шарнирное соединение лемешно-отвальной поверхности со стойкой, причем верхняя ее половина присоединена к стойке посредством винтового механизма 13 с плоскими шарнирами 11 и упорным крепежным рычагом 14, а нижняя - через опорную постель 15 прикреплена при помощи винтов 16 с плоскими шарнирами 17 к крепежной планке 18 боковины башмака 2, жестко соединенного со стойкой 1.

Плоские шарниры 11 (фигура 3) включают в себя шар, усеченный по диаметру на 1/3 его длины сверху и снизу, начиная от периметра шара, которые располагаются в таких же усеченных оболочках 20, имеющих ушки 22 для крепления. Средство регулирования нижней части отвала включает в себя винты 16, стержни 12, усеченный шарнир 11 и гайки 21 для перемещения винтов 16.

Для облегчения изменения параметров ЛОП горизонтальные параллельные пластины 6, расположенные в верхней части отвала, выполнены со округлением 19 (фигура 6).

Предлагаемое средство регулирования параметров ЛОП работает следующим образом.

Заданное значение загиба отвала 5 выставляется следующим образом: вращением гаек на винтовом механизме 13 длина регулировочного винта увеличивается или уменьшается. Это изменение длины винта воздействует на прямоугольные стрежни 12, которые, в свою очередь, действуют на усеченный шарнир 11 расположенный в планке 10. Плоский шарнир 11 поворачивается в оболочке 20 и своим углом воздействует на вертикальную упругую накладку 8, которая, в свою очередь, пригибает или отгибает горизонтальные параллельные пластины 6, представляющие верхнюю часть отвала 5.

Регулирование нижней части отвала и лемеха производится следующим образом: вращением гаек 21 удлиняются или укорачиваются винт 16 и стержень 12, который, в свою очередь, воздействует на плоский шарнир 11, который вращается и своим углом воздействует на опорную постель 15, которая, в свою очередь, действует на лемех и нижнюю часть отвала, поднимая или опуская их.

Угол постановки ЛОП к стенке борозды регулируется неравным выдвижением (или вдвижением) регулировочных винтов 16 (фигура 1), что будет способствовать изменению угла лезвия лемеха с направлением движения агрегата.

Параллельные горизонтальные пластины 6 выполнены со округлением 19 для облегчения загиба или разгиба верхней части отвала 5.

После этого производят пробную припашку плугом, оценивая качество его работы, если необходимо произвести дополнительную регулировку, тогда описанные выше операции производят в такой же последовательности еще раз, добиваясь наилучшего качества отвальной обработки почвы.

Изменение углов характеризующих лемешно-отвальную поверхность, дает возможность получить наиболее рациональный тип лемешно-отвальной поверхности (ЛОП).

Таким образом, используя стандартное тяговое усилие трактора, рассматриваемая конструкция позволяет:

- менять характеристики лемешно-отвальной поверхности для получения наибольшей оборачивающей способности;

- с незначительными регулировками получить орудие для высококачественной обработки различных почв;

- увеличить рабочую скорость трактора при обработке почвы;

- уменьшить энергоемкость технологического процесса обработки почвы;

- снизить расход топлива.

Применение в сельском хозяйстве заявляемого устройства для основной обработки почвы позволит снизить себестоимость производства и получить дополнительную прибыль за счет снижения расхода топлива и повышения урожайности.