Дистанційна ланка-зчіпка для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин із тракторами

Реферат: Заявлена дистанційна ланка-зчіпка для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин із тракторами включає два рухомо з'єднаних між собою просторових конструктивних елементи, перший із яких дозволяє закріпити ланку на навісці трактора, а другий - на рамі начіпної сільськогосподарської машини. З′єднання виконане за допомогою перпендикулярно приєднаних до конструктивних елементів, на відповідних рівнях, вушок, через відповідні з яких пропущені горизонтально пальці, що утворюють щонайменше верхнє і нижнє з′єднання. UA 103974 C2 (12) UA 103974 C2 UA 103974 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується до сільськогосподарського машинобудування і може бути використаний для з'єднання начіпних сільськогосподарських машин з трактором з можливістю переведення їх в транспортне і робоче положення. Відомий автозчіпний пристрій, призначений для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин із тракторами, складається із двох основних деталей внутрішньої і зовнішньої рамок. За формою це плоскі трикутні симетричні деталі, які в робочому стані розміщуються одна всередині іншої і орієнтовані симетрично, а також по нормалі до вертикальної площини трактора однією вершиною вверх. Їх форма узгоджена таким чином, що коли внутрішню рамку завести всередину зовнішньої рамки і за допомогою спеціального фіксатора зафіксувати її там, то в результаті виходить жорстке з'єднання обох рамок між собою. Якщо фіксатор перевести в неробоче положення, то, рухаючи внутрішню рамку вниз, її можна від'єднати від зовнішньої. Оскільки внутрішню рамку через три горизонтальні шарніри приєднують до навісної системи трактора, а зовнішня рамка зазвичай безрозбірно закріплена на рамі сільськогосподарської машини то, таким чином, вдається приєднувати і роз'єднувати сільгоспмашини із трактором. До того ж, це може виконувати один механізатор, керуючи гідросистемою трактора і його рухом, не покидаючи свого робочого місця [1]. Використовуючи механізм навіски трактора можна переводити навісну сільгоспмашину із робочого положення в транспортне і навпаки. Можливі кутові коливання сільгоспмашини в горизонтальній площині обмежується зазорами шарнірів тяг і конструкцією навісного пристрою трактора. Як правило, такі коливання обмежуються завдяки використанню спеціальних діагональних розтяжок навісного пристрою трактора. Якщо ті розтяжки лишити вільними, то сільгоспмашина буде неконтрольовано коливатися і в транспортному положенні, що може призвести до контакту її деталей із рушієм трактора і, відповідно, до поломки. Недоліком відомої конструкції автозчіпного пристрою є те, що вона дає жорстке з'єднання трактора із начіпною сільськогосподарською машиною, яке обмежує свободу в непрямолінійності руху (особливо гусеничного) трактора під час корегування його напрямку руху. Зазори і шарніри начіпного пристрою трактора в разі ослаблених діагональних розтяжок не вирішують проблему, тому що призводять до неконтрольованих кутових коливань сільгоспмашини в горизонтальній площині, що небажано і в процесі роботи і, особливо, в транспортному положенні. Найбільш інтенсивно цей недолік проявляється при посіві просапних культур і виконанні міжрядного обробітку ґрунту. Аби уникнути вирізання корисних рослин, доводиться розширювати захисні зони рядків. В результаті це призводить до зниження врожайності і збільшення затрат на хімічні обробки захисних зон посівів. В разі посіву цукрових буряків підвищена непрямолінійність ходу сошників сівалки призводить до непрямолінійності рядків і через це - до підвищення втрат і травмування коренів в процесі збиральних робіт. Найбільш близьким по технічній суті є двошарнірна дистанційна ланка-зчіпка [2, 3], яка призначена для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин із тракторами, і яка складається з двох (переднього і заднього) просторових конструктивних елементів (рамок), з'єднаних між собою плоскою двошарнірною консольною проставкою та двома гідроциліндрами. По конструкції двошарнірна консольна проставка - це плоска прямокутна деталь, висота якої в декілька разів перевищує її довжину. Подовж переднього та заднього її торців закріплені два циліндричних шарніри. Ці шарніри паралельні один до одного і співпадають із площиною симетрії консолі. За допомогою цих шарнірів консольна проставка монтується поміж передньої і задніх рамок, з'єднуючи їх між собою. Завдяки передньому вертикальному шарніру консольна проставка може повертатися навколо його осі відносно передньої рамки, а завдяки задньому шарніру, задня рамка може повертатися відносно площини консольної проставки і відносно передньої рамки одразу. Загалом завдяки цим двом шарнірам консольної проставки задня рамка набуває можливості виконувати складні коливально обертальні рухи в площині, яка перпендикулярна осям циліндричних шарнірів консольної проставки. Аби мати можливість заблокувати рух задньої рамки відносно передньої, використовують гідроциліндри. Осі гідроциліндрів не паралельні площині, яка проходить через осі вертикальних шарнірів консольної проставки. Тому, якщо робочу рідину гідросистеми замкнути в об'ємах гідроциліндрів, то, відповідно, заблокується рухомість усієї конструкції. Якщо робочу рідину вивільнити, то рухомість конструкції відновиться. Дроселюючи хід робочої рідини поміж камерами гідроциліндрів, можна керувати рухомістю конструкції, надаючи їй проміжного стану. Таким же чином можна досягти повністю детермінованого руху задньої рамки дистанційної ланки-зчіпки відносно передньої. Просторові конструктивні елементи (рамки) дистанційної ланки-зчіпки являють собою допрацьовані зовнішню і внутрішню рамки описаного вище автозчіпного пристрою [1]. Завдяки цьому, кріплення дистанційної ланки-зчіпки до трактора, а 1 UA 103974 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 потім до сільськогосподарської машини відбувається абсолютно однаково, в точності, як це передбачено конструкцією автозчіпного пристрою [1]. В процесі використання такої конструкції за призначенням, у випадку блокованого стану гідроциліндрів, досягається абсолютно жорстке з'єднання трактора з сільськогосподарською машиною і, відповідно, проявляються усі описані вище недоліки, які стосуються автозчіпного пристрою [1], а у випадку плаваючого стану гідроциліндрів, сільгоспмашина набуває збиткову рухомість і тому агрегат необхідно вести по направляючій щілині, яку необхідно завчасно нарізати в ґрунті. В зонах з недостатнім зволоженням та в умовах землеробства без зрошення такий метод водіння агрегатів є неприйнятним. Окрім цього, нарізання направляючих щілин у ґрунті потребує допоміжних затрат матеріально-технічних ресурсів. У випадку, коли направляючі щілини не використовуються, проміжний стан гідроциліндрів є неконтрольованим і тому теж не вирішує проблему мінімізації вимушених, або вільних коливань сільгоспмашини в процесі робочого ходу. За схожістю ознак описана конструкція прийнята за прототип. Задачею винаходу є підвищення прямолінійності траєкторії начіпних сільськогосподарських машин, особливо під час корегування напрямку руху трактора. Вирішується поставлена задача шляхом надання сільгоспмашині допоміжної свободи руху в поперечному напрямку відносно до заданої траєкторії. В результаті це дасть можливість підвищити якість посіву, міжрядного обробітку та збирання врожаю просапних і технічних культур. Вказана задача вирішується, якщо в зазор між начіпною системою трактора і причіпним пристроєм агрегатованої сільськогосподарської машини вмонтувати дистанційна ланку-зчіпку, яка включає два (задній і передній) рухомо з'єднані між собою просторових конструктивних елементи, перший із яких дозволяє закріпити ланку на навісці трактора, а другий - на рамі начіпної сільськогосподарської машини. Просторові конструктивні елементи з'єднані між собою за допомогою вушок і щонайменше двох горизонтальних пальців, які розташовані на різних рівнях по висоті. Хоча б один із двох просторових конструктивних елементів може виконувати ковзний горизонтальний рух подовж пальців. Такий рух одного просторового конструктивного елемента відносно іншого обмежується також щонайменше двома пружними елементами. Завдяки такій конструкції дистанційної ланки-зчіпки, її задній просторовий конструктивний елемент набуває можливості виконувати горизонтальні зворотно-поступальні рухи відносно до переднього просторового конструктивного елемента. Оскільки передній просторовий конструктивний елемент закріплюється на навісці трактора, а задній - на рамі сільгоспмашини, то, відповідно, сільгоспмашина набуває можливості виконувати горизонтальні зворотнопоступальні рухи відносно до трактора або навпаки. Наскільки вільно можуть виконуватися такі рухи, залежить від жорсткості пружних елементів. Використання запропонованої дистанційної ланки-зчіпки за призначенням відбувається наступним чином. Спочатку дистанційну ланку-зчіпку, завдяки задньому просторовому конструктивному елементу, закріплюють на причіпному пристрої агрегатованої сільгоспмашини, а завдяки передньому просторовому конструктивному елементу - на навісці трактора. Так виконується агрегатування сільськогосподарської машини із трактором. Порядок агрегатування може бути зворотним, коли дистанційна ланка-зчіпка спочатку закріплюється на навісці трактора, а потім приєднується до зчіпного пристрою сільгоспмашини. Оскільки два просторових конструктивних елементи з'єднані між собою горизонтальними пальцями, то застосування дистанційної ланки-зчіпки не заважає виконувати підйом навіски трактора і, разом з нею, агрегатованої сільгоспмашини. В процесі робочого ходу агрегату, коли виникає необхідність і відбувається корегування напрямку руху трактора, наприклад, вліво, то навісна система трактора відхилюється в протилежний бік, тобто вправо. Відповідно вправо повинна зміститися і сільгоспмашина. Але так не відбувається тому, що при цьому один із просторових конструктивних елементів дистанційної ланки-зчіпки пересилюючи опір пружних елементів, виконує горизонтальний ковзний рух подовж з'єднувальних пальців відносно іншого просторового конструктивного елементу, а, отже, поперечна горизонтальна складова руху сільгоспмашини лишається рівною нулю, або близькою до того. Останнє залежить від жорсткості пружних елементів. Величина їх жорсткості вибирається на основі компромісу, оскільки, з одного боку, вони повинні мати мінімальну жорсткість аби не перешкоджати ковзному рухові одного просторового конструктивного елемента відносно іншого вздовж з'єднувальних пальців, а з іншого боку, вони повинні мати змогу завадити самостійним відхиленням сільгоспмашини поперек напрямку робочого ходу із-за нерівномірності розподілу фактичного тягового опору машини по її ширині захвату. Крім цього, жорсткості пружних елементів повинно вистачати, аби вони могли через певний час вивести сільгоспмашину в нейтральне, тобто симетричне відносно лінії тяги положення. 2 UA 103974 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найбільш актуальним є застосування запропонованої дистанційної ланки-зчіпки при використанні гусеничних тракторів і тракторів із шарнірно-спряженою рамою. Це пов'язане з тим, що такі трактори при корегуванні напрямку руху призводять до майже миттєвого зміщення навіски трактора в горизонтальній площині поперек бажаного напрямку руху. Робочі органи сільгоспмашини при цьому описують зигзагоподібну ламану траєкторію, що недопустимо. В подальшому таку траєкторію не зможуть повторити ніякі конструкції відомих на сьогодні автоматів водіння сільськогосподарських машин і агрегатів. Отже, саме за допомогою можливості ковзного переміщення одного просторового конструктивного елемента дистанційної ланки-зчіпки відносно іншого, досягається підвищення прямолінійності руху начіпних машин під час корегування напрямку руху трактора. В кінцевому сенсі це дає змогу підвищити якість посіву, міжрядної обробки та збиральних робіт. На фіг. 1 зображена дистанційна ланка-зчіпка для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин, вид зверху. На фіг. 2 зображена дистанційна ланка-зчіпка для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин, вид збоку. На фіг. 3 зображено збільшений фрагмент шарнірно-пружинного механізму дистанційної ланки-зчіпки. На фіг. 4 зображено положення агрегату під час руху з відхиленням від заданої рядками траєкторії. На фіг. 5 зображено етап вирівнювання траєкторії руху агрегату відносно рядків. Трактор рухається по заданій рядками траєкторії, сільськогосподарська машина починає виходити на вісь руху трактора. На фіг. 6 зображено заключний етап вирівнювання траєкторії руху агрегату. Трактор та сільськогосподарська машина рухаються по заданій рядками траєкторії, вісь руху сільськогосподарської машини збігається з віссю руху трактора. Конкретна реалізація винаходу. Дистанційна ланка-зчіпка (фіг. 1, 2 та 3) для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин являє собою симетричну відносно вертикальної площини симетрії, що містить в собі лінію тяги трактора, конструкцію і включає дві автозчіпки [1], передню 1 і задню 2. Передня автозчіпка 1 з'єднана з трактором 16, а задня - із сільськогосподарською машиною 17. Передня автозчіпка 1 (перший просторовий конструктивний елемент) має два нижні вушка 3, 4, які розташовані на певній дистанції симетрично відносно площини симетрії, і одне верхнє вушко 5, яка розташована у вертикальній площині симетрії пристрою. Задня автозчіпка 2 (другий просторовий конструктивний елемент) має дві пари нижніх вушок 6, 7 і 8, 9 та одну пару верхніх вушок 10, 11. Перша пара нижніх провушин 6, 7 розташовані з одного боку, а друга пара 8, 9 - симетрично, з іншого боку. Вушка кожної пари розміщені на певній відстані А одна відносно іншої. В просторі передня 1 і задня 2 автозчіпки розміщені паралельно одна одній, а позиції жорсткого кріплення вушок на автозчіпках узгоджені таким чином, що всі нижні вушка 3, 4, 6, 7 і 8, 9 розташовані подовж горизонтальної прямої, що перпендикулярна до вертикальної площини симетрії і паралельна до автозчіпок 1 і 2. При цьому вушка 3 і 4 розташовані відповідно між вушками 6, 7 і 8, 9. Верхні вушка 5, 10 і 11 також розташовані подібним чином, тобто подовж горизонтальної прямої, яка перпендикулярна до вертикальної площини симетрії і паралельна до автозчіпок 1 і 2. При цьому вушко 5 розміщується між вушками 10 і 11. Між собою автозчіпки 1 та 2 з'єднуються за допомогою трьох горизонтальних пальців 12. Кожен із них пронизує три вушка: перший - вушка 7, 3, 6; другий - вушка 9, 4, 8; третій - вушка 11,5, 10. Від осьового зміщення пальці 12 фіксуються гайками 13. Окрім цього, на кожен із двох нижніх пальців 12 нанизано по дві пружини (пружних елементи) - ліва 14 та права 15. Пари пружин 14, 15 розташовані між парами вушок 6, 7 і 8, 9, а вушка 3 і 4 - між парами пружин 14 і 15. В конструкції пружини 14 і 15 перебувають у попередньо стисненому стані, але дозволяють подальше стиснення. Під час руху агрегату з відхиленням від заданої рядками траєкторії (фіг. 4), виникає необхідність корегування напрямку руху трактора відносно рядків. Якщо під час такого корегування трактор 16 (фіг. 5) повернути, наприклад, вліво, то передня автозчіпка 1 разом з з'єднувальним вушком 3 повертається в протилежну сторону повороту трактора, зміщуючись відносно задньої автозчіпки 2 на горизонтальному пальці 12, стискаючи з'єднувальним вушком 3 пружний елемент 14 до з'єднувального вушка 7. В свою чергу, пружний елемент 15 вивільняється. При цьому, завдяки тому, що робочі органи сільськогосподарської машини 17 мають силову взаємодію із ґрунтом, вибираються зазори в з'єднаннях нижніх 18 та верхньої 19 повздовжніх тяг, і передня автозчіпка 1 повертається в протилежний відносно трактора 16 бік, але на дещо менший, чим трактор, кут. Задня автозчіпка 2 при цьому виконує такий самий кутовий рух, як і передня автозчіпка 1, але відстає від останньої в своєму лінійному русі. В 3 UA 103974 C2 5 10 15 кінцевому результаті, в той час, як трактор 16 уже майже повністю став на задану траєкторію руху, сільгоспмашина 17 ще лишається у своєму попередньому положенні. Якщо в подальшому трактор 16 буде витримувати заданий напрямок руху, то через певний час сільгоспмашина 17 завдяки вирівнюванню пружин 14, плавно суміщається з віссю руху трактора (фіг. 6). При цьому сільгоспмашина 17, виконує більш повільні коливання (з меншою частотою і амплітудою) відносно вісі потрібної траєкторії (в ідеалі прямої лінії), чим трактор. Таким чином, досягається підвищення прямолінійності руху начіпної сільськогосподарської машини під час корегування напрямку руху трактора. Джерела інформації: 1. ГОСТ 25942-90. Тракторы и сельскохозяйственные машины. Устройства быстросоединяющие. Требования к конструкции. 2. Пат. 1797767 Российская Федерация, МПК5 А 01 В 69/00. Сельскохозяйственный агрегат / Макеев Н. З., Мельник В. И.; заявитель Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. - № 4689148/15; заявл. 16.05.89; опубл. 28.02.93, Зарегистрировано в Госреестре СССР 08.10.92 г. Бюл. № 8. 3. Мельник В.И. Внутрипочвенное внесение жидкостей в растениеводстве: Монография. Харьков: "Міськдрук", 2010. - С. 285-290. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 1. Дистанційна ланка-зчіпка для агрегатування начіпних сільськогосподарських машин із тракторами, яка включає два рухомо з'єднаних між собою просторових конструктивних елементи, перший із яких дозволяє закріпити ланку на навісці трактора, а другий - на рамі начіпної сільськогосподарської машини, яка відрізняється тим, що з′єднання виконане за допомогою перпендикулярно приєднаних до конструктивних елементів, на відповідних рівнях, вушок, через відповідні з яких пропущені горизонтально пальці, що утворюють щонайменше верхнє і нижнє з′єднання. 2. Дистанційна ланка-зчіпка за п. 1, яка відрізняється тим, що кожний з нижніх горизонтальних пальців оснащений пружними елементами. п 4 UA 103974 C2 5 UA 103974 C2 6 UA 103974 C2 7 UA 103974 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8