Плуг оборотный полунавесной

(51) МПК (2009) 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(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) Плуг оборотный полунавесной, содержащий прицепной механизм, механизм оборота плуга, соединенный посредством тяговой полуоси с несущей балкой, установленные на несущей балке почвообрабатывающие рабочие органы, опорный колесный ход, механизм регулирования глубины хода плуга и механизм подъема плуга в транспортное положение,отличающийся тем, что несущая балка в продольном направлении выполнена зигзагообразной и включает параллельно смещенные на величину, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа, переднюю и заднюю части несущей балки, соединенные зигзагообразующей частью, под которой помещен опорный колесный ход, кинематически связанный с ней шарнирной осью, смонтированной на этой части несущей балки, а на передней и задней частях несущей балки установлены почвообрабатывающие рабочие органы,причем число рабочих органов, установленных на передней части несущей балки, составляет от 1,3 до 2,0, где- число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки, при этом несущая балка установлена с возможностью горизонтальной установки при пахоте посредством механизма регулирования глубины хода плуга и упорных механизмов, размещенных на механизме оборота плуга. 12853 1 2010.02.28 Изобретение 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-335, 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 и повышенный расход топлива. 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. Такая конструкция плуга обеспечивает выполнение гладкой вспашки почвы благодаря поочередной работе симметричных корпусов вправо и левооборачивающем 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 плуг оборотный полунавесной - прототип 3. Плуг оборотный полунавесной 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 двумя 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 правосторонни 2 12853 1 2010.02.28 ми 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. Основным недостатком плуга является 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 высокое тяговое сопротивление и повышенный расход топлива. Задачей данного изобретения является повышение маневренности, снижение сопротивления перемещению плуга в почве и расхода топлива на пахоте. Поставленная задача достигается тем, что в плуге оборотном полунавесном, содержащем 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 в продольном направлении выполнена зигзагообразной и включает параллельно смещенные на величину, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа, переднюю и заднюю части несущей балки,соединенные зигзагообразующей частью, под которой помещен опорный колесный ход,кинематически связанный с ней шарнирной осью, смонтированной на этой части несущей балки, а на передней и задней частях несущей балки установлены почвообрабатывающие рабочие органы, причем число рабочих органов, установленных на передней части несущей балки, составляет от 1,3 до 2,0, где- число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки, при этом несущая балка установлена с возможностью горизонтальной установки при пахоте посредством механизма регулирования глубины хода плуга и упорных механизмов, размещенных на механизме оборота плуга. Сравнение заявляемого плуга оборотного полунавесного с прототипом показывает,что новым является то, что несущая балка в продольном направлении выполнена зигзагообразной и включает параллельно смещенные на величину, равную ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа, переднюю и заднюю части несущей балки,соединенные зигзагообразующей частью, под которой помещен опорный колесный ход,кинематически связанный с ней шарнирной осью, смонтированной на этой части несущей балки, а на передней и задней частях несущей балки установлены почвообрабатывающие рабочие органы, причем число рабочих органов, установленных на передней части несущей балки, составляет от 1,3 до 2,0, где- число почвообрабатывающих рабочих органов, установленных на задней части несущей балки, при этом несущая балка установлена с возможностью горизонтальной установки при пахоте посредством механизма регулирования глубины хода плуга и упорных механизмов, размещенных на механизме оборота плуга. Таким образом, заявляемый плуг оборотный полунавесной соответствует критерию изобретения новизна. 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 качества пахоты плугом за счет постоянного горизонтального положения несущей балки относительно поверхности поля при пахоте и равновеликой ширине захвата рабочих органов, за счет параллельно смещенных частей балки на ширину захвата рабочего органа. Благодаря выполнению несущей балки зигзагообразной и размещению колесного хода под зигзагобразующей 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 дос 3 12853 1 2010.02.28 ки рабочих органов, установленных на передней части несущей балки. Благодаря перераспределению нагрузок с полевых досок на колесный ход снижается сопротивление перемещению плуга, что имеет место при определенном соотношении рабочих органов,установленных на передней и задней частях несущей балки. Объясняется тем, что при меньших значениях соотношения большее число рабочих органов, размещенных позади опорного колесного хода создают 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 и параллельное смещение частей балки на ширину захвата рабочего органа способствуют повышению качества пахоты путем обеспечения стабильной глубины пахоты всеми почвообрабатывающими органами. Заявляемый плуг соответствует критерию изобретательский уровень, так как является неочевидным для специалистов, позволяет создать удобный при эксплуатации и управлении плуг, устранить технические противоречия оборотного плуга. Результаты испытаний показали, что экономия топлива составляет 18-20 в сравнении с прототипом. Заявляемый плуг соответствует критерию промышленная применимость, поскольку изготовлены образцы пригодные к использованию в сельском хозяйстве. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен плуг оборотный полунавесной 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 фиксируют и 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 зигзагобразующей частью несущей балки 12 шарнирной осью 14, которая установлена в подшипниковых опорах 15, смонтированных неподвижно на зигзагобразующей 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 составляет от 1,3 до 2,0, где- число почвообрабатывающих рабочих органов установленных на задней части несущей балки 11, кроме того, параллельные части несущей балки смещены на величину Б, равной ширине захвата почвообрабатывающего рабочего органа. Несущая балка плуга при пахоте устанавливается горизонтально, как в продольном, так и в поперечном направлениях. В продольном направлении посредством подъема или опускания передней части плуга гидроподъемником трактора (не показан), а задней части - механизмом регулирования глубины хода 17, путем изменения его длины, а 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, которая при пахоте устанавливается наклонно относи 4 12853 1 2010.02.28 тельно поверхности поля, а колеса установлены между собой так, что перекатываются по полю и по борозде, опираясь на дно и стенку борозды. 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, связанного с зигзагообразующей частью несущей балки 12, при этом гидроцилиндрами 4 и 5 механизма оборота плуга осуществляется поворот в среднее положение бабочка и фиксируется 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, осуществляется 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 обеспечивается 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 разгружают, уменьшая давлениена полевые доски рабочих органов 16, установленных на передней части несущей балки 10 (фиг. 1). Благодаря перераспределению нагрузок с полевых досок на колесный ход 13 снижается сопротивление перемещению плуга, что и позволяет снизить расход топлива на пахоту. При этих условиях агрегат продолжает работу. Экспериментально установлено, см. таблицу, (путем определения фактического расхода топлива на пахоту плугами оборотными с разными соотношениями установленных почвообрабатывающих рабочих органов на несущей балке), что минимальный расход топлива имеет место при соотношении 1,5, а при больших и меньших соотношениях расход топлива увеличивается. Расход топлива на пахоту экспериментальными плугами оборотными Число рабочих органов на Соотношение Расход топлива Марка плуга балке, шт. числа рабочих на 1 га пахоты,органов кг спереди сзади ППО 31-40 К 3 1 3 13,0 ППО 32-40 К 3 2 1,5 10,5 ППО 42-40 К 4 2 2,0 15,0 ППО 41-40 К 4 3 1,3 16,3 ППО 53-40 К 5 3 1,6 14,4 ППО 4-40 К 4 0 16,4 ППО 5-40 К 5 0 17,2 12853 1 2010.02.28 По результатам испытаний экспериментальных образцов принято решение о выпуске опытной партии заявляемого плуга оборотного полунавесного. Источники информации 1. Навесные оборотные плуги ПНО-2-30 ПНО-4-35. В.М. Халанский, И.В. Горбачев Сельскохозяйственные машины.- М. Колос, 2004.- С. 38-41. 2. Патент РБ на изобретение 1471, МПК А 01 3/40. 3. Заявка ФРГ 033522921. Плуг, МПК А 01 В 3/42 // Изобретения стран мира.- Вып. 1. 18.- 1987 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7