Результат интеллектуальной деятельности: НАВЕСНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к сельскохозяйственному и лесохозяйственному машиностроению, а именно к навесным устройствам для навешивания на трактор, преимущественно лесохозяйственных машин и орудий.

Известна навесная система, преимущественно лесохозяйственного трактора, состоящая из нижних тяг, соединенных раскосами с подъемными рычагами, верхней тяги, приводных рычагов, вала и гидропривода (SU, А.с. №360910, МПК А01В 63/10. Навесная система / В.И. Ворончихин, В.А. Поликарпов, А.А. Первяненок и В.А. Смирнов (СССР). - Заявка №1653509/30-15; заявл. 26.04.71; опубл. 07.12.72).

Недостаток описанной навесной системы заключается в отсутствии конструктивной возможности регулирования положения мгновенного центра вращения (МЦВ) тяг навесной системы в продольно-вертикальной плоскости, расположенной в области существенно ниже поверхности почвы, что снижает заглубляющую способность рабочих органов, особенно дисковых лесохозяйственных орудий, а соответственно, и качество обработки почвы в тяжелых условиях нераскорчеванных вырубок.

Известна навесная система для трактора, состоящая из двух нижних и верхней тяг, гидроцилиндров и рычагов подъема, причем верхняя тяга имеет возможность крепления в одной из трех точек крепления на вертикальном кронштейне, закрепленном на остове трактора (EN, Патент №6443236 В2 МПК (7) А01В 59/06. Навесная система для трактора / Staude, Rudolf (EN). - Заявка №09760351; заявл. 11.01.2001; опубл. 20.09.2001).

Недостатком предложенной навесной системы является ограниченные возможности регулирования местоположения МЦВ тяг навесной системы трактора, которые не гарантируют заглубление дисковых рабочих органов, а также перекос рамы орудия в поперечно-вертикальной плоскости для обеспечения полноценного копирования рабочими органами обрабатываемой поверхности.

Известен тракторный подъемно-силовой механизм, включающий нижние и верхнюю тяги навесного устройства трактора, к задним концам которых шарнирно присоединен плужный корпус посредством четырехзвенного механизма, двуплечего рычага, демпфирующего устройства и гидравлического дросселя (GB 862516 A (HEINRICH CLAUSING) 08.03.1961).

Недостатки этого подъемно-силового механизма заключаются в повышенной сложности его конструкции и невозможности с помощью имеющихся регулировок переместить МЦВ его тяг ниже поверхности обрабатываемой почвы и обеспечить, таким образом, повышение заглубляющей способности дисковых рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту относится навесная система, содержащая ферму, соединенную шарнирно со свободными концами нижних и верхней тяг, на которой с противоположной от тяг стороне шарнирно закреплены нижние и подпружиненный относительно фермы верхний рычаги, к свободным концам которых подсоединяется навешиваемое орудие, при этом проекции нижних и верхнего рычагов на продольно-вертикальную плоскость образуют сходящие линии (US 2888997 А, кл. А01В 59/06, опубл. 02.061959. Навесная система).

Недостатком такой навесной системы является невозможность путем регулирования установить положение нижних и верхнего рычагов так, чтобы в продольно вертикальной плоскости их МЦВ находился ниже обрабатываемой поверхности. Вследствие этого обеспечить необходимую заглубляемость дисковых рабочих органов без использования балласта или иным способом не представляется возможным. Кроме этого проходимость агрегата на лесных объектах с такой навесной системой существенно ограничена из-за предусмотренного в ней незначительного перекоса рамы орудия, обеспечиваемого лишь за счет зазоров в шарнирных соединениях. К тому же из-за отсутствия упоров рабочие органы орудия с такой навесной системой при работе могут перезаглубляться, а в транспортном положении орудия они фиксируются на недостаточной высоте, обеспечивающей безопасное движение агрегата по пересеченной местности, например, на лесных вырубках.

Сущность заявленного изобретения заключается в повышении заглубляемости дисковых рабочих органов за счет расположения в продольно-вертикальной плоскости МЦВ рычагов навесной системы ниже обрабатываемой поверхности. Кроме этого, благодаря совместному взаимодействию нижних рычагов и упоров с пазами с одной стороны, обеспечивается необходимый перекос рамы орудия при копировании рабочими органами неровностей обрабатываемой поверхности и преодолении ими высоких препятствий на вырубках и исключаются при этом опрокидывания орудия. С другой стороны, не допускается перезаглубление рабочих органов при их работе, а при транспортировании гарантируется необходимый транспортный просвет орудия в условиях лесных объектов, насыщенных высокими препятствиями и неровным рельефом местности.

Технический результат - повышение заглубляющей способности и стабильности хода на заданной глубине обработки рабочих органов, особенно безопорных дисковых лесохозяйственных орудий.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемой навесной системе, характеризующейся тем, что содержит нижние тяги, соединенные раскосами с подъемными рычагами, верхнюю тягу, приводные рычаги, вал и гидропривод, к свободным концам нижних и верхней тяг шарнирно присоединена треугольная ферма, на которой с противоположной от тяг стороне шарнирно закреплены нижние и подпружиненный относительно фермы верхний рычаги, к свободным концам которых присоединяется навешиваемое орудие, выполненное в виде дискового рабочего органа. При этом проекции нижних и верхнего рычагов на продольно-вертикальную плоскость при их перемещении вверх образуют сходящиеся линии, точка пересечения которых расположена ниже поверхности почвы. Повороты нижних рычагов в вертикальной плоскости ограничены с помощью установленных шарнирно на ферме упоров, с выполненными в них пазами.

На чертеже схематично изображена предлагаемая навесная система.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения, заключаются в следующем.

Навесная система состоит из двух нижних тяг 1, шарнирно соединенных с корпусом трактора 2, верхней тяги 3, вала 4, приводных 5, связанных шарнирно со штоком 6 гидроцилиндра и подъемных 7 рычагов, связанных шарнирно с нижними тягами посредством раскосов 8. К нижним и верхней тягам шарнирно присоединена треугольная ферма 9, на которой с помощью шарниров установлены нижние 10 и верхний 11 рычаги, к свободным концам которых подсоединяется орудие 12 с рабочими органами 13. Верхний рычаг 11 подпружинен пружиной 14, нижний конец которой шарнирно закреплен на ферме 9. Для ограничения поворотов нижних рычагов 10 в вертикальной плоскости на ферме установлены с помощью шарниров упоры 15, с выполненными в них пазами. Регулирование усилия предварительного нагружения пружины 14 осуществляется с помощью гайки 16.

Навесная система работает следующим образом. Перед началом движения агрегата в зависимости от твердости и состояния обрабатываемой почвы устанавливают необходимые величину усилия предварительного нагружения пружины 14 с помощью гайки 16, а также местоположение МЦВ рычагов 10 и 11 навесной системы путем регулирования высоты установки присоединительного треугольника навешиваемого орудия относительно обрабатываемой почвы. Затем с помощью гидрораспределителя (на чертеже не показано) и штока 6 гидроцилиндра трактора навесная система вместе с орудием опускается принудительно в нижнее положение на величину, обеспечивающую качественную обработку почвы с учетом ее рельефа поверхности и твердости. Рабочие органы 13 орудия опускаются на почву и частично погружаются в нее под воздействием силы веса орудия и усилия на штоке 6 гидроцилиндра. После этого золотник гидрораспределителя переводится в положение «Нейтральное». При этом шток 6 гидроцилиндра посредством приводных 5 и подъемных 7 рычагов, а также раскосов 8, нижних 1 и верхней 3 тяг фиксирует навесную систему в рабочем положении. Рабочие органы 13 орудия 12 опускаются на почву и частично погружаются в нее под воздействием гидроцилиндра навесного механизма трактора, а рычаги 10 и 11 отклоняются вверх. В результате этого под воздействием возросшего усилия пружины 14 создается усилие предварительного заглубления рабочих органов. Затем навесное устройство трактора фиксируется штоком 6 гидроцилиндра с помощью гидрораспределителя в положении «Нейтральное».

При движении агрегата рабочие органы вначале окончательно заглубляются на заданную величину глубины обработки, а затем удерживаются на ней навесной системой, благодаря воздействию на рабочие органы усилия пружины 14, силы веса орудия и вертикальной составляющей тягового усилия трактора P_z1, которые совместно уравновешивают вертикальную составляющую реакции почвы на рабочих органах, направленную вверх. Здесь усилие P_z1 образуется за счет установки МЦВ рычагов 10 и 11 существенно ниже поверхности почвы, т.е. точка МЦВ₁, соответствует положению А навесной системы, представленной на чертеже. Таким образом обеспечивается надежное заглубление и удержание дисковых рабочих органов 13 на заданной глубине обработки почвы.

При работе агрегата на объектах с неровным рельефом поверхности (например, лесных вырубках) возникающие неизбежно колебания трактора и соответственно заблокированных тяг 1, 3 и фермы 9 навесной системы передаются также рабочим органам 13 орудия. Однако благодаря совместной работе рычагов 10, 11, пружины 14 и упоров 15 с пазами обеспечивается необходимый перекос рамы орудия и, следовательно, полноценное копирование рабочими органами обрабатываемой поверхности и качество обрабатываемой почвы. При этом принудительное воздействие пружины 14 на рабочие органы способствует также более надежному перерезанию растительных включений, которыми насыщены лесные почвы. На лесных объектах даже на небольших участках гона твердость почвы часто изменяется в широких пределах, что отрицательно сказывается на стабильности хода рабочих органов на заданной глубине обработки. Этот недостаток устраняется предлагаемой навесной системой следующим образом. В случае, например, превышения рабочими органами заданной глубины обработки из-за местного снижения твердости почвы, рычаги 10 и 11 поворачиваются в нижнее положение и, соответственно, МЦВ этих рычагов переместиться из точки МЦВ₁ в точку МЦВ₂ (положение Б навесной системы на чертеже). Это ведет к изменению направления действия вертикальной составляющей тягового усилия трактора Pz, приведенной к рабочим органам из положения вниз (Pz₁) в положение вверх (Pz₂), и, следовательно, к выглублению и возвращению рабочих органов на заданную глубину обработки. Для предотвращения перезаглубления рабочих органов служат упоры 15 с пазами, с помощью которых ограничиваются повороты рычагов 10 в их крайнем нижнем положении.

При преодолении рабочими органами препятствий перемещения рамы орудия 12 вверх и вниз возможны за счет раздельного или совместного перемещения рычагов 10 в пазах упоров 15 как без перекоса, так и с перекосом рамы, в зависимости от точки приложения вертикальной составляющей равнодействующей реакции со стороны препятствий. Причем величина перекоса рамы относительно опорной поверхности трактора обеспечивается на величину, позволяющую орудию преодолевать наиболее характерные для вырубок высокие препятствия в виде пней. Такой значительный по величине перекос рамы позволяет повысить проходимость агрегатов на лесных вырубках, устранить огрехи в обрабатываемой борозде при наезде на высокие препятствия рабочих органов, а также существенно снизить нагрузки на элементы конструкций орудия и навесной системы трактора.

Перевод орудия из рабочего в транспортное положение осуществляется штоком 6 гидроцилиндра навесного устройства трактора. При этом посредством приводных 5 и подъемных 7 рычагов, а также раскосов 8 тяги 1, 3 и ферма 9 поднимаются в крайнее верхнее положение, а рычаги 10, 11 и подсоединенное к ним орудие 12 под воздействием собственного веса и усилия пружины 14 занимают крайнее нижнее положение, ограниченное перемещением рычагов 10 в пазах упоров 15, шарнирно закрепленных на ферме 9.

Предложенная навесная система позволяет повысить качество обработки почвы лесными и сельскохозяйственными дисковыми орудиями за счет повышения заглубляющей способности и особенно в тяжелых условиях лесных объектов. Ее использование позволяет отказаться от традиционного бесполезно возимого балласта и, соответственно, значительно уменьшить нагрузки на орудие и навесную систему, снизить расход топлива агрегатируемым трактором, а также повысить проходимость агрегата на нераскорчеванных вырубках за счет обеспечения возможности существенного перекоса рамы орудия.