Плуг оборотный полунавесной

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(72) Авторы Самосюк Владимир Георгиевич Лабоцкий Иван Михайлович Декевич Антон Павлович Назаров Игорь Сергеевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) 1. Плуг оборотный полунавесной, содержащий прицепной механизм, механизм оборота плуга, соединенный посредством тяговой полуоси с жесткой несущей балкой, установленные на балке почвообрабатывающие рабочие органы, опорный колесный ход, механизмы регулирования глубины пахоты и подъема плуга в транспортное положение,отличающийся тем, что несущая балка в продольном направлении выполнена зигзагообразной с помещенным под зигзагообразующей частью опорным колесным ходом, который кинематически связан с ней шарнирной осью, смонтированной на этой части балки, а на параллельно смещенных частях балки установлены почвообрабатывающие рабочие органы, причем число рабочих органов, установленных на передней части, и число рабочих органов, установленных на задней части, находятся в соотношении 1,31,52,0,где- число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки. 43832008.06.30 2. Плуг по п. 1, отличающийся тем, что параллельные части балки смещены между собой на величину, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа. 3. Плуг по п. 1, отличающийся тем, что ось колесного хода установлена с наклоном к поверхности поля. 4. Плуг по п. 1, отличающийся тем, что несущая балка установлена горизонтально посредством механизма изменения глубины хода плуга, установленного на колесном ходу плуга, и упорных механизмов, смонтированных на механизме оборота плуга.(56) 1. Халанский В.М., Горбачев И.В. Навесные оборотные плуги ПНО-2-30 ПНО-4-35. Сельскохозяйственные машины. - М. Колос, 2004. - С. 38-41. 2. Патент РБ на изобретение 1471, МПК А 01 В 3/40. 3. Заявка ФРГ 033522921, МПК А 01 В 3/42, 1987 (прототип). Полезная модель относится к сельскохозяйственным машинам, плугам для гладкой вспашки почв без гребней и борозд. Для гладкой вспашки применяют оборотные, фронтальные, челночные, поворотные,клавишные и балансирные плуги. Все упомянутые сельскохозяйственные машины имеют технические противоречия,которые оцениваются потребительскими свойствами машины каждой группы по комплексу агротехнических, энергетических, экономических, технических, маневровых, эргономических показателей. Например, пахотные агрегаты с фронтальными плугами имеют меньшую металлоемкость и длину. Однако фронтальные плуги не получили практического применения, так как при их работе происходит сгруживание старопахотных почв и забивание рабочих органов. Основные противоречия оборотных плугов те, что с увеличением числа корпусов растет производительность и одновременно металлоемкость и расход топлива, ухудшается маневренность. Но все указанные недостатки компенсируются тем, что гладкая вспашка оборотными плугами создает более благоприятные условия для роста растений и работы машин, выполняющих следующие за вспашкой технологические операции. Урожайность возделываемых растений повышается на 510 . На гладко вспаханных участках снижаются потери при уборке урожая. Поэтому плугам для гладкой пахоты фермеры США и Канады отдают предпочтение в сравнении с остальными. Известны навесные оборотные плуги ПНО-2-30 ПНО-4-35, поворотный плуг ПНП-3-35,состоящие из рамы с навесным устройством, одного или нескольких опорных колес и двух наборов рабочих органов - левосторонних и правосторонних 1. В эти наборы входят лемеха, отвалы, полевые доски, предплужники. Рама снабжена гидравлическим или механическим устройством для переворота на 180, чтобы переводить в рабочее положение левосторонние и правосторонние рабочие органы попеременно. Такая конструкция позволяет выполнять гладкую вспашку без развальных борозд и свальных гребней, а также сокращает холостые переезды агрегата, которые неизбежны при работе в свал и развал. Недостатком оборотных плугов является то, что в работе одновременно находится только один из двух наборов рабочих органов, что увеличивает практически вдвое удельную металлоемкость конструкции, усложняет ее и повышает стоимость. Основной недостаток - значительное тяговое сопротивление. Известен поворотный плуг, содержащий раму с навесным устройством и поворотную балку с закрепленными на ней симметричными корпусами, соединенную с рамой посредством вертикального шарнира и управляемую гидроцилиндром 2. 2 43832008.06.30 Такая конструкция плуга обеспечивает выполнение гладкой вспашки почвы благодаря поочередной работе симметричных корпусов в право- и левообернутых положениях. Однако с увеличением ширины захвата увеличивается и количество корпусов, расположенных уступом друг за другом и, как следствие, длина плуга. В этом случае снижается качество вспашки, особенно при малой глубине, снижается маневренность, увеличивается соответственно расход топлива. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является полунавесной оборотный плуг 3 (прототип). Плуг выполнен полунавесным и оборотным. Содержит прицепной механизм, механизм оборота плуга, соединенный посредством тяговой полуоси с несущей балкой, установленные на балке почвообрабатывающие рабочие органы, опорный колесный ход, механизмы регулирования глубины пахоты и подъема плуга в транспортное положение. Несущая балка выполнена жесткой и прямолинейной, а механизм оборота плуга содержит кронштейн с гидроцилиндрами, которыми осуществляется оборот плуга из правого рабочего положения в левое и обратно, а также осуществляется замыкание в среднюю позицию бабочка при транспортировке. Почвообрабатывающие рабочие органы оснащены правосторонними и левосторонними корпусами, состоящими из лемехов, отвалов, полевых досок, смонтированных на башмаках со стойками, последние соединены с системой автоматической защиты корпусов. Колесный ход совместно с механизмами регулирования глубины пахоты и подъема плуга в транспортное положение смонтированы на конце несущей балки. Основными недостатками плуга являются повышенное тяговое сопротивление и недостаточная маневренность вследствие установки колесного хода на конце несущей балки. В такой компоновке большой радиус поворота агрегата снижает маневренность, а боковая нагрузка на корпуса воспринимается только полевыми досками, что и формирует соответствующее тяговое сопротивление и повышенный расход топлива. Задачей полезной модели является повышение маневренности, производительности и снижение расхода топлива на пахоте. Поставленная задача достигается тем, что в плуге оборотном полунавесном, содержащем прицепной механизм, механизм оборота плуга, соединенный посредством тяговой полуоси с жесткой несущей балкой, установленные на балке почвообрабатывающие рабочие органы, опорный колесный ход, механизмы регулирования глубины пахоты и подъема плуга в транспортное положение, несущая балка в продольном направлении выполнена зигзагообразной с помещенным под зигзагообразующей частью опорным колесным ходом, который кинематически связан с ней шарнирной осью, смонтированной на этой части балки, а на параллельно смещенных частях балки установлены почвообрабатывающие рабочие органы, причем число рабочих органов, установленных на передней части, и число рабочих органов, установленных на задней части, находятся в соотношении 1,31,52,0,где- число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки, при этом параллельные части несущей балки смещены между собой на величину, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа, и вся балка установлена горизонтально посредством упорных механизмов, смонтированных на механизме оборота плуга, и механизма изменения глубины хода плуга, установленного на колесном ходу плуга, кроме того, ось колесного хода наклонена к поверхности поля. Такая конструкция плуга оборотного полунавесного обеспечивает повышение маневренности за счет уменьшения радиуса разворота пахотного агрегата, снижение тягового сопротивления пахоте за счет перераспределения на колесный ход части нагрузки, действующей на полевые доски почвообрабатывающих рабочих органов, обеспечивает повышение производительности и качества пахоты плугом за счет горизонтального положения несущей балки относительно поверхности поля и равновеликой ширины захвата рабочих органов за счет параллельно смещенных частей балки на ширину захвата рабочего органа. 3 43832008.06.30 Благодаря выполнению несущей балки зигзагообразной и размещению колесного хода под зигзагообразующей частью несущей балки силы сопротивления , действующие на рабочие органы, установленные на задней части несущей балки, создают поворачивающий момент относительно колесного хода, тем самым частично разгружают полевые доски рабочих органов, установленных на передней части несущей балки. Благодаря перераспределению нагрузок с полевых досок на колесный ход снижается сопротивление перемещению плуга. Объясняется тем, что при меньших значениях соотношения большее число рабочих органов, размещенных позади опорного колесного хода, создает большой по величине поворачивающий момент, которым деформируются шины колесного хода,вследствие чего увеличивается нагрузка на полевые доски задних рабочих органов, увеличивается сопротивление перемещенного плуга, а при больших значениях соотношения число почвообрабатывающих рабочих органов сзади колесного хода меньшее и не создается требуемый поворачивающий момент. Перераспределение нагрузок при этом несущественное. Установка несущей балки в горизонтальном положении, как в продольном, так и в поперечном направлениях, способствует повышению качества пахоты посредством обеспечения стабильной глубины пахоты всеми почвообрабатывающими органами. Заявляемый плуг соответствует критерию промышленная применимость, поскольку изготовлены образцы и рекомендованы к использованию в сельском хозяйстве. Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен плуг оборотный полунавесной для гладкой пахоты на фиг. 2 вид сбоку механизма оборота плуга на фиг. 3 - вид спереди механизма оборота плуга на фиг. 4 - вид А на фиг. 5 - колесный ход в рабочем положении на фиг. 6 - плуг в рабочем положении. Плуг оборотный полунавесной содержит прицепной механизм 1, соединенный посредством шарнира 2 с механизмом оборота плуга. Механизм оборота состоит из корпуса 3 со смонтированными на нем гидроцилиндрами 4 и 5, которыми через рычаги 6 и 7 осуществляется оборот плуга в правое или левое положение, а также удерживают плуг в транспортном (среднем) положении. Рычаги 6 и 7 зафиксированы на тяговой полуоси 8, которая одним концом закреплена в подшипниковом узле 9, установленном в корпусе 3 механизма оборота плуга, а вторым соединена с несущей балкой плуга. Несущая балка выполнена зигзагообразной и состоит из двух параллельно смещенных частей передней несущей части балки 10 и задней части несущей балки 11, которые соединены между собой зигзагообразующей частью 12 несущей балки, под которой помещен опорный колесный ход 13. Опорный колесный ход кинематически связан с зигзагообразующей частью несущей балки 12 шарнирной осью 14, которая установлена в подшипниковых опорах 15,смонтированных неподвижно на зигзагообразующей части несущей балки 12. На параллельных частях несущей балки 10 и 11 установлены почвообрабатывающие рабочие органы 16, причем число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на передней части несущей балки 10, и число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки 11, находятся в соотношении 1,31,52,0, гдечисло почвообрабатывающих рабочих органов на задней части балки, кроме того, параллельные части несущей балки смещены между собой на величину Б, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа. Несущая балка плуга при пахоте установлена горизонтально как в продольном, так и в поперечном направлениях. В продольном направлении устанавливается посредством подъема или опускания передней части плуга гидроподъемником трактора (не показан), а задней части механизмом регулирования глубины хода 17 путем изменения его длины. В поперечном направлении несущая балка устанавливается посредством двух упорных винтовых механизмов 22, установленных на корпусе 3, и поводка 18, присоединенного к тяговой полуоси 8. Опорный колесный ход, выполненный с возможностью качания на оси 14, при пахоте устанавливается наклонно относительно поверхности поля, а колеса установлены между собой так, что перекатываются по полю и борозде, в которой опираются на дно и стенку. 4 43832008.06.30 В рабочее положение и обратно плуг переводится посредством гидроподъемника трактора и механизма подъема плуга 19, выполненного в виде гидроцилиндра, опирающегося на колесный ход и кронштейн 20, связанный с зигзагообразующей частью несущей балки 12, при этом гидроцилиндрами 4 и 5 механизма оборота плуга осуществляется поворот в среднее положение бабочка, фиксируемое фиксатором 21. Работает плуг следующим образом. Плуг посредством прицепного механизма 1 присоединяется к трактору, соединяются и гидросистемы. После заезда агрегата на поле извлекается фиксатор 21 и посредством механизма оборота плуг оборачивается в правое или левое положение, которое выполняется от гидросистемы трактора гидроцилиндром 4 или 5. Повернутый плуг настраивается на требуемую глубину пахоты, для этого устанавливается соответствующая длина механизма регулирования глубины хода 17. Затем начинается движение агрегата, и плуг опускается посредством гидросистемы трактора и механизма подъема плуга 19, при этом опускается несущая балка и почвообрабатывающие рабочие органы 16 заглубляются в почву. В таком положении осуществляется первый проход плуга. В конце гона плуг переводится в транспортное положение, осуществляются разворот и оборот плуга механизмом оборота в другое положение, пропахивается участок длиной не менее длины пахотного агрегата. Агрегат останавливается и осуществляется окончательная настройка плуга. При этом несущая балка устанавливается горизонтально посредством упорных винтовых механизмов 22 и гидроподъемника трактора. После настройки почвообрабатывающие рабочие органы должны стоять вертикально к поверхности пахоты. После одной - двух корректировок плуг пригоден к пахоте, при этом обеспечиваются оборот и крошение пластов почвы, одинаковая (постоянная) всеми рабочими органами глубина пахоты и ширина захвата, слитная и ровная поверхность пахоты. Силы сопротивления , действующие на рабочие органы, установленные на задней части 11 несущей балки, создают поворачивающий момент относительно колесного хода, тем самым частично уменьшают давление , разгружают полевые доски рабочих органов 16, установленных на передней части несущей балки 10. Благодаря перераспределению нагрузок с полевых досок на колесный ход 13 снижается сопротивление перемещению плуга, что и позволяет повысить производительность и снизить расход топлива на пахоту. При этих условиях агрегат продолжает работу. Экспериментально установлено, что минимальные сопротивление и расход топлива имеют место при соотношении 1,5, а при больших и меньших соотношениях сопротивление и расход топлива увеличиваются. По результатам испытаний принято решение об организации производства заявляемого плуга оборотного полунавесного. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6