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 «Многофункциональный плуг для основной обработки почвы» (см. патент РФ №2528029), включающий оснащенную опорными регулируемыми по высоте колесами и системой навески, раму с неподвижно размещенным под углом 45° к направлению движения несущим брусом, с установленными на нем чизелями, выполненными в виде круглой трубы диаметром 90-100 мм с загнутым по радиусу 300 мм концом и срезом под углом не более 25° закрытым долотом эллиптической формы с твердосплавной напайкой, параллельно несущему брусу расположен дополнительный брус, с краю которого на приваренной площадке установлен электропривод, кинематически связанный с расположенными с возможностью вращения на дополнительном брусе стойками, размещенными вслед за чизелями, при этом сферические диски приварены к стойкам под углом 35-38° и снабжены эксцентриситетами и кольцами с параллелограммным сечением и с углом заточки не более 25°, причем кольца установлены по периметру окружности сферического диска и с возможностью вращения по его оси, причем на несущем брусе расположены приваренные вертикально в виде втулок кронштейны для крепления резьбовыми элементами чизелей, причем электропривод представляет собой механизм электрический однооборотный типа МЭО-250, кинематически с помощью вала, снабженного элементами червячной передачи, связанными с зубчатыми колесами, жестко закрепленными на стойках, соединен с последними.

К недостаткам данного устройства можно отнести высокую конструктивную сложность устройства, а в связи с этим низкую эксплуатационную надежность и ремонтопригодность.

Известно также «Многофункциональное средство для почвообработки» (см. пат. РФ №2547921), включающее оснащенную опорными регулируемыми по высоте колесами навесную раму, содержащую неподвижный расположенный под углом к направлению движения брус с закрепленными рабочими органами в виде стоек с накладными долотами и подрезающих с заточкой съемных плоскорежущих крыльев, устанавливаемых на разной высоте, и отвалов, при этом спереди на неподвижном брусе закреплены в цилиндрических кронштейнах чизели, выполненные из трубы круглого сечения диаметром 90-95 мм с закругленным концом, с косым срезом, с долотами в виде эллиптических пластин с напайками из металлокерамического сплава, а сзади по ходу движения закреплены в цилиндрических подшипниковых узлах консольные валы, дополнительно оснащенные опорами, фиксируемыми посредством пластинчатых и цилиндрических кронштейнов на стойках чизелей и под брусом, приваренным отвалом, который выполнен в виде вертикальной трапецеидальной пластины, оснащенной в верхней части симметрично закрепленными за кругленными крыльями, а в нижней и средней части отверстиями для крепления болтами съемных подрезающих полулап, имеющих форму полудисков, при этом консольные валы с отвалами установлены с возможностью поворота при помощи привода, содержащего установленную на краю бруса площадку с электродвигателем, червячным с концевыми переключателями редуктором, и вала с элементами червячной передачи вращения зубчатых колес, жестко установленных в верхней части консольных валов.

К недостаткам данного устройства можно также отнести высокую конструктивную сложность устройства, а в связи с этим низкую эксплуатационную надежность и ремонтопригодность.

Известен «Плуг для гладкой пахоты» (см. пат. РФ №2154925), содержащий раму с направляющей, расположенный под углом 45° к продольной оси рамы и шарнирно соединенный с ней с возможностью поворота в горизонтальной плоскости для перевода в право- и левостороннее положение брус, на котором жестко закреплены ротационные рабочие органы, при этом шарнир поворота бруса выполнен подвижным вдоль продольной оси симметрии рамы и размещен в точке пересечения продольных осей симметрии рамы и бруса, причем направляющая рамы выполнена в виде прямолинейного поперечного бруса с дорожками, установленного в передней части рамы.

Недостатками данного устройства являются: низкая функциональная возможность - только гладкая вспашка из-за того, что применены ротационные рабочие органы, а они не обеспечивают достаточного заглубления, применение плуга только на старопахотных почвах, энергоемкая система поворота бруса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Плуг оборотный» (см. а.с. СССР №1069643), содержащий раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций с закрепленными на одной из них плужными корпусами, и механизм оборота, включающий связывающий секции рамы силовой цилиндр, размещенное на несущей плужные корпуса секции водило и дугообразную направляющую, установленную на другой секции рамы, при этом на водиле секции рамы, несущей плужные корпуса, закреплены ролики, а в дугообразной направляющей выполнены расположенные друг под другом пазы, в которых размещены ролик водила и ролик секции рамы, причем верхний паз выполнен дугообразным в вертикальной плоскости.

Недостатками являются низкая функциональная возможность - только гладкая вспашка, а из-за того что применены ротационные рабочие органы, они не обеспечивают достаточного заглубления, плуг можно использовать только на старопахотных почвах, конструктивно сложный механизм поворота (оборота) бруса и фиксации; низкая ремонтопригодность из-за несовершенства рабочих органов.

Техническим результатом является упрощение конструкции механизма поворота и фиксации, повышение функциональных возможностей плуга, совершенствование рабочих органов для обеспечения ремонтопригодности.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций - подвижной с закрепленными на ней плужными корпусами и неподвижной с дугообразной направляющей, и механизм поворота, при этом, согласно изобретению, плужные корпуса выполнены в виде вогнутых прямоугольных с нижней заточкой пластин оснащенных сзади приваренными зубовыми пальцами и парными пластинчатыми кронштейнами для крепления, с помощью отверстий и пальцев симметрично и перпендикулярно, жестко и шарнирно, на изготовленном из трубы квадратного профиля брусе подвижной секции, который снабжен приваренной вертикально консольной осью, входящей снизу в подшипниковую втулку неподвижной секции, при этом механизм поворота представлен кинематически связанными звездочкой, червячным редуктором с электродвигателем постоянного тока, смонтированными в начале подвижной секции, и цевочной рейкой закрепленной на нижней стороне, выполненной из швеллера дугообразной направляющей, при этом с внешней стороны дугообразная направляющая оснащена парными пластинчатыми кронштейнами, для фиксации безотвальных рабочих органов, содержащих пластинчатые, с перфорацией для переустановки по высоте, державки с приваренными спереди трубными стойками со смонтированными цилиндрическими, размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы, долотами с плоской подошвой под углом 10-13°, с закрепляемыми сзади дренерами внизу или на необходимой согласно агрономическим требованиям высоте плоскорезными лапами, причем лапы расположены под углом 10-13° к поверхности почвы, выполнены полукруглыми с ворошителями, оснащены спереди вырезом и приваренными кронштейнами для фиксации на державках, причем электродвигатель подключен к энергосистеме трактора, а для остановки и осуществления реверса дугообразная направляющая оснащена на концах упорами и концевыми выключателями.

Новыми элементами является то, что плужные корпуса выполнены в виде вогнутых прямоугольных с нижней заточкой пластин оснащенных сзади приваренными зубовыми пальцами и парными пластинчатыми кронштейнами для крепления, с помощью отверстий и пальцев симметрично и перпендикулярно, жестко и шарнирно, на изготовленном из трубы квадратного профиля брусе подвижной секции, который снабжен приваренной вертикально консольной осью, входящей снизу в подшипниковую втулку неподвижной секции, при этом механизм поворота представлен кинематически связанными звездочкой, червячным редуктором с электродвигателем постоянного тока, смонтированными в начале подвижной секции, и цевочной рейкой, закрепленной на нижней стороне, выполненной из швеллера дугообразной направляющей, при этом с внешней стороны дугообразная направляющая оснащена парными пластинчатыми кронштейнами для фиксации безотвальных рабочих органов, содержащих пластинчатые, с перфорацией для переустановки по высоте, державки с приваренными спереди трубными стойками со смонтированными цилиндрическими размещенными под углом 35-38° к поверхности почвы долотами с плоской подошвой под углом 10-13°, с закрепляемыми сзади дренерами внизу или на необходимой согласно агрономическим требованиям высоте плоскорезными лапами, причем лапы расположены под углом 10-13° к поверхности почвы, выполнены полукруглыми с ворошителями, оснащены спереди вырезом и приваренными кронштейнами для фиксации на державках, причем электродвигатель подключен к энергосистеме трактора, а для остановки и осуществления реверса дугообразная направляющая оснащена на концах упорами и концевыми выключателями.

Новизна заключается в том, что повороты подвижной секции осуществляются с помощью включения в кабине трактора при поднятом в транспортное положение на развороте плуге электродвигателя, который с помощью кинематически связанных звездочки и цевочной рейки и концевых выключателей переведет брус из одного крайнего положения в другое, а также в том, что возможно совмещение приемов безотвальной обработки почвы с приемами гладкой пахоты за счет первоначального рыхления почвы безотвальными рабочими органами на глубину 25-30 см, затем перемещения слоя 10-15 см этой почвы вслед перемещаемыми плужными корпусами, причем в одном направлении за счет реверсирования положения подвижной секции, причем с интенсивным перемешиванием и частичным переворотом разрыхленной почвы в том, что возможно обеспечение приемов, только глубокого чизелевания (рыхление только долотом на глубину 60 см), глубокого чизелевания с дренированием, плоскорезной обработки на глубину 20-30 см, в том числе обеспечение при безотвальных обработках дополнительного разрыхления с помощью приема боронования путем несложной переустановки плужного корпуса (разворота и шарнирной фиксацией одним пальцем), в том, что за счет упрощения конструкции плужных корпусов, долот и лап повышается ремонтопригодность.

На чертежах схематично представлено предлагаемое устройство: на Фиг. 1 - вид сверху, на Фиг. 2 - разрез А-А, когда подвижная секция совпадает с продольной осью рамы, на Фиг. 3 - размещение плужного корпуса при безотвальной обработке, на Фиг. 4 - плужный корпус, вид сзади, на Фиг. 5 - вид А.

Многофункциональный плуг включает сварную раму, выполненную из шарнирно соединенных между собой двух секций - неподвижной, содержащей балки 1, дугообразную, выполненную из швеллера, направляющую 2, подшипниковую втулку 3, навесное устройство 4, опорные, колеса 5, одновременно воспринимающие также боковые усилия, и подвижной, содержащей консольную ось 6, размещенную вертикально в центре поворотного, с квадратным профилем, бруса 7. В рабочих положениях брус 7 расположен под углом ±45° к продольной оси рамы. В брусе 7 просверлены отверстия для крепления с помощью двух пальцев 8 и пластинчатых кронштейнов 9, плужных корпусов 10, выполненных из прямоугольных пластин, загнутых по цилиндрической форме и оснащенных внизу заточкой под углом 25°. При этом при помощи приваренных к ним кронштейнов 9 плужные корпуса 10 размещены симметрично и перпендикулярно брусу 7. Также плуг оснащен механизмом поворота, который включает кинематически связанные цевочную рейку 11, закрепленную внизу дугообразной направляющей 2, звездочку 12, смонтированную вначале поворотного бруса 7, червячный редуктор 13 и электродвигатель постоянного тока 14. Электродвигатель постоянного тока 14 подключен к энергосистеме трактора и управляется включателем из кабины, а для отключения и реверса применены концевые выключатели (на схемах не показаны). Также направляющая 2 на концах оснащена приваренными упорами 15 для ограничения поворота бруса 7. Противоположный конец бруса 7 оснащен поддерживающим самоустанавливающимся колесом 16. С внешней стороны дугообразная направляющая 2 оснащена парными пластинчатыми кронштейнами 17 для установки безотвальных рабочих органов, выполненных в виде пластинчатых державок 18 с перфорацией для переустановки по высоте. Державки 18 оснащены приваренными спереди трубными стойками 19. В стойках 19 смонтированы цилиндрические размещенные под углом 35-38° к поверхности почвы долота 20 с плоской подошвой, выполненной под углом 10-13°. Сзади на державках 18 внизу устанавливаются дренеры (на схеме не показано) или на необходимой, согласно агрономии, высоте плоскорезные лапы 21. Причем лапы 21 размещаются под углом 10-13° к поверхности почвы, и выполнены полукруглыми с ворошителями, например, согласно пат. РФ №2468558, но имеют спереди вырез и приваренные кронштейны для крепления на державках 18. Плужные корпуса 10 оснащены сзади приваренными зубовыми пальцами 22.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В поле при движении устройства цилиндрические долота 20 и полукруглые лапы 21 внедряются в почву на заданную глубину (20-30 см) путем предварительной настройки (соответствующим размещением и закреплением державок 18 в кронштейнах 17 и лап 21 на державках 18) и осуществляют плоскорезное рыхление. Затем вслед идущими плужными корпусами 10 осуществляется бульдозерное перемещение верхней части предварительно взрыхленной почвы (глубиной 10-15 см), при этом при перемещении осуществляется дополнительное разрыхление и частичный переворот почвы. Чтобы перемещение почвы происходило в одну сторону, как при гладкой вспашке, производят повороты подвижной секции. Повороты бруса 7 осуществляются с помощью шарнирных вертикальной консольной оси 6 и подшипниковой втулки 3, а также с помощью включения в кабине трактора, при поднятом в транспортное положение навесным устройством 4 в поле на разворотной полосе плуге, электродвигателя 14, который с помощью кинематически связанных звездочки 12 и цевочной рейки 11 и концевых выключателей (на схеме не показаны) переведет брус 7 из одного крайнего положения в другое. Таким образом, осуществляется совмещение приемов безотвальной обработки почвы с приемами гладкой пахоты, причем с интенсивным перемешиванием и частичным переворотом разрыхленной почвы.

Далее перевернув на брусе 7 плужные корпуса 10 и закрепив их только с помощью одного пальца 8, т.е. шарнирно, возможно обеспечение приемов только глубокого (на глубину до 60 см) чизелевания долотами 20 на стойках 19, при этом сняты плоскорезные лапы 21, глубокого чизелевания с дренированием (когда на державках 18 внизу закреплены дренеры), плоскорезной обработки (когда на державках 18 долота 20 на стойках 19 закреплены на глубину 30 см, а лапы 21 на глубину 20 см, согласно агрономическим заданиям). При данных моментах обеспечивается совмещение с приемами боронования, приваренными к плужным корпусам 10 зубьями 22. Благодаря упрощенной конструкции плужных корпусов 10, долот 20 и лап 21 они легко снимаются для замены, благодаря чему повышается их ремонтопригодность.

Применение многофункционального плуга с поворотным брусом обеспечит повышение функциональных возможностей плуга, упрощение конструкции механизма поворота и фиксации, совершенствование рабочих органов обеспечит повышение ремонтопригодности.