Пристрій для повороту оборотного плуга

Устройство для поворота оборотного плуга, включающее гидроцилиндр, кине матически связанный с рамой, гидрораспределитель и средство управления гидрораспределителем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство управления гидрораспределителем выполнено в виде шарнирного четырехзвенника, кривошипами которого являются гидроцилиндр и соединенный с золотником гидрораспределителя поводок, причем поводок и шатун выполнены регулируемой длины, а гидрораспределитель - трехпозиционным с открытым центром и плоскоппиоротным. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к конструкции оборотных плугов для гладкой пахоты. Известно устройство для поворота оборотного плуга (см. журнал Grundlage der Landtechnik, 1985, № 35, с. 7-14), обеспечивающее поворот примерно на 180° рамы с закрепленными на ней право- и левооборачивающими корпусами (далее поворотная рама), включающее гидроцилиндр, закрепленный одним концом на присоединенной к трактору части плуга, например, подвеске, а другим концом воздействующим на поворотную раму плуга. При этом движение поворотной рамы состоит из двух равных по величине угловых фаз: в первой - центр масс поворотной рамы движется на 90° вниз (масло от тракторного насоса поступает в поршневую полость гидроцилиндра и его шток выдвигается), а во второй - центр масс движется на 90° вверх (масло поступает в штоковую полость гидроцилиндра и шток втягивается) Точка перехода от одной фазы в другую называется "мертвой" точкой. В "мертвой" точке оси шарниров гидроцилиндра и поворотной рамы лежат в одной вертикальной плоскости. Т к скорость движения поворотной рамы зависит от скорости движения штока гидроцилиндра, которая постоянна и, в свою очередь, зависит только от расхода тракторного насоса, то в первой фазе поворота гидроцилиндр выполняет функцию амортизатора, гасящего большие инерционные нагрузки от опускающегося центра масс поворотной рамы, а во второй - после прохождения по инерции центром масс "мертвой" точки - функцию подъемника Основные условия работы такого приспособления: - прокачивание по инерции центра масс поворотной рамы через "мертвую" KJ О 26776 точку на угол, при котором плечо, образованное шарниром соединения гидроцилимдра с поворотной рамой относительно оси ее поворота, создаст подъемный момент, достаточный для поворота на 180° гидроцилиндром поворотной рамы; - точное переключение в "мертвой" точке направления потока, поступающего в гидроцилиндр масла. При невыполнении последнего условия возможны два случая: а) Переключение потока масла в гидроцилиндр (на втягивание штока) произошло до достижения центром масс поворотной рамы "мертвой" точки. В этом случае опускающаяся по инерции поворотная рама тормозится гидроцилиндром и либо возвращается им в исходное положение, либо зависает вблизи "мертвой" точки (если момента, создаваемого гидроцилиндром, уже не хватает, чтобы поднять раму). б) Переключение потока масла в гидроцилиндр произошло после прохождения "мертвой" точки. В этом случае продолжающий раздвигаться (до переключения) гидроцилиндр начинает тормозить поворотную раму и возвращать ее в "мертвую" точку и рама "зависает". В обоих случаях поворотное устройство не выполняет своих функций. Кроме того, в обоих случаях шарниры гидроцилиндра и поворотной рамы испытывают критические нагрузки от резкой остановки большой инерционной массы поворотной рамы, что может привести к поломке плуга. Для гашения чрезмерных инерционных нагрузок (махового момента) при опускании поворотной рамы и предохранении плуга от поломок при неточном переключении в "мертвой" точке подачи масла в гидроцилиндр может применяться гидроаккумулятор. Подача масла в гидроцилиндр производится через гидрораспределитель. Для переключения гидрораспределителя применяется специальное средство управления гидрораспределителем, которое обеспечивает изменение потоков масла в гидроцилиндр точно в момент прохождения "мертвой" точки. Средство управления гидрораспределителем включает кинематически связанный с гидрораспределителем датчик, срабатывающий при изменении положения между отдельными частями плуга, например, между подвеской и поворотной рамой. Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для поворота оборотного плуга, в котором средство управления двухпозиционным гидрораспределителем выполнено в виде кулачка, установленного на поворотной раме. 5 Для гашения инерционных нагрузок вытесняемое из гидроцилиндра масло подвергается промежуточному аккумулированию в гидравлическом аккумуляторе. После завершения процесса поворота трак10 торист'должен возвратить находящееся в гидроаккумуляторе масло в гидравлическую систему трактора при помощи переключения вручную тракторного гидрораспределителя. Данное устройство (Вилькенс 15 Д. и Пфайфер И. Поворотное приспособление для полнооборотного лемешного плуга, приводящееся в действие при помощи гидравлической системы // Grundlage der Landtechnik", 1985, № 35, с. 20 7-14) выбрано в качестве прототипа. Общими у изобретения и прототипа являются: - гидроцилиндр для управления поворотной рамой; 25 - гидрораспределитель, через который подается масло в гидроцилиндр; - средство управления гидрораспределителем, включающее датчик, который срабатывает при изменении положения по30 воротной рамы. Однако наличие в средстве управления двухпозиционным гидрораспределителем кулачка требует исключительно точного юстирования кулачка для обеспече35 ния переключения гидрораспределителя непосредственно в."мертвой" точке, в противном случае возможно "зависание" поворотной рамы, а такое юстирование в реальных производственных условиях зат40 руднено и требует повышенного внимания и времени при техуходе за плугом. Кроме того, наличие гидроаккумулятора для гашения инерционных нагрузок, возникающих от большого махового момента па45 дающей поворотной рамы, усложняет конструкцию и требует дополнительных управляющих движений от тракториста. В основу изобретения поставлена задача создания устройства для поворота 50 оборотного плуга, в котором новое выполнение средства управления гидрораспределителем и собственно гидрораспределителя позволяет повысить надежность и упростить его обслуживание, снизить инер55 ционные нагрузки на детали плуга, благодаря чему повысить производительность, . прочность плуга и снизить его массу. Это достигается в заявленном устройстве для поворота оборотного плуга, включающем гидроцилиндр, кинематичес 26776 ки связанный с поворотной рамой, гидрораспределитель для переключения подачи масла в полости гидроцилиндра и средство управления гидрораспределителем, тем, что средство управления гидрораспределителем выполнено в виде шарнирного четырехзвенника, кривошипами которого являются гидроцилиндр и соединенный с золотником гидрораспределителя поводок, причем поводок и шатун выполнены регулируемой длины, а также тем, что гидрораспределитель выполнен трехпозиционным с открытым центром и плоскоповоротным. Причинно-следственная связь между совокупностью заявленных признаков и достигаемым результатом объясняется следующим: - для достижения инерционных нагрузок, возникающих в 1-й фазе поворота, необходимо на значительной части пути гасить скорость опускания поворотной рамы за счет демпфирования масла в гидроцилиндре, и только в конце первой фазы допустить свободный разгон поворотной рамы, чтобы она по инерции прошла "мертвую" точку, перешла во 2-ю фазу поворота и по инерции поднялась на угол, достаточный для создания подъемного момента от переключенного на втягивание штока гидроцилиндра. При этом для снижения инерционных нагрузок целесообразно во 2-й фазе включение гидроцилиндра в работу производить плавно, как бы подхватывая поворотную раму на излете ее инерционного подъема после прохождения "мертвой" точки. Это особенно важно в связи с различными параметрами гидросистем (расход, давление, размеры трубопроводов) у различных тракторов, затрудняющими синхронизацию инерционного движения рамы момента включения гидроцилиндра. Для решения этой задачи в предложенном устройстве гидрораспределитель выполнен трехпозиционным с открытым центром {в нейтрали полости гидроцилиндра соединены со сливом), а средство управления гидрораспределителем обеспечивает автоматическое управление гидрораспределителем от корпуса гидроцилиндра (во всем диапазоне движения поворотной рамы) таким образом, что "мертвое" положение соответствует нейтрали гидрораспределителя. Т.к. у гидрораспределителя с открытым центром в нейтрали полости гидроцилиндра соединены со сливом, его шток свободно перемещается и не может зафиксировать положение поворотной рамы. При этом поворотная ра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ма, не удерживаемая гидроцилиндром, свободно по инерции проходит "мертвую" точку, поворачивая через соединенный с ней шток гидроцилиндра корпус гидроцилиндра, который через шатун и поводок поворачивает золотник гидрораспределителя, переключая гидрораспределитель на подачу масла в штоковую полость гидроцилиндра, чтосоответствует подъему поворотной рамы. Так как в предложенном устройстве качание гидроцилиндра и поворот золотника гидрораспределителя происходят относительно параллельных осей, а угол качания гидроцилиндра невелик в сравнении с углом поворота поворотной рамы (180°), упрощается (в сравнении с прототипом) синхронизация движения корпуса гидроцилиндра и золотника во всем диапазоне поворота, не требуется дискретного переключения гидрораспределителя, осуществляемого у прототипа кулачком. При замене дискретного переключения гидрораспределителя на непрерывное его управление не требуется сложной в эксплуатации юстировки и подгонки кулачка. Для универсализации предложенного технического решения и независимости его от параметров тракторной гидросистемы поводок, связанный с золотником гидрораспределителя, выполнен регулируемой длины, что позволяет установить его длину такой, чтобы синхронизировать качание гидроцилиндра и поворот золотника в диапазоне, когда нейтраль в плоскоповоротном гидрораспределителе сохранится при переходе через "мертвую" тонку поворотной рамы до тех пор, пока не создастся достаточного плеча (момента) для ее подъема, и только в этот момент положение золотника в гидрораспределителе обеспечит подачу масла в гидроцилиндр давлением, достаточным для подъема поворотной рамы. Выполнение шатуна регулируемым по длине упрощает установку нейтрали в гидрораспределителе точно в "мертвой" точке. Предлагаемое устройство схематически изображено иа чертеже, где на фиг. 1 и 3 (с соответствующими сечениями А-А) показаны положения для рабочего состояния плуга (пахота правосборачивающими либо левооборачивающими корпусами), а на фиг. 2 - положение при нахождении поворотной рамы в "мертвой" точке. Устройство для поворота оборотного плуга содержит раму 1, соединенную с гидроцилиндром 2 посредством штока 3. На корпусе гидроцилиндра 2 имеется шар 26776 нир 4, к которому присоединен шатун 5 регулируемой длины. Другим своим концом шатун 5 соединен с поводком 6 регулируемой длины, жестко закрепленном на золотнике 7 гидрораспределителя 8. В теле золотника 7 выполнены два полуколыдевых канала, разделенные перегородкой. В гидрораспределителе 8 выполнены четыре отверстия: "Р", "Т", "А1* и "В". Отверстие "Ри соединено с каналом, подводящим под давлением масло от гидросистемы трактора, а отверстие "Т" соединено с каналом слива масла в гидросистему трактора (на чертеже подводящий и сливной каналы гидросистемы трактора не показаны). В гидрораспределителе 8 отверстие "А" соединено магистралью 9 с поршневой полостью гидроцилиндра 2, а отверстие "В" соединено магистралью 10 со штоковой полостью гидроцилиндра 2. Диаметр отверстий "Р" и "Т" больше перегородки Д золотника 7. Устройство работает следующим образом. Чтобы совершить поворот рамы 1 (фиг. 1), тракторист включает гидросистему трактора (на чертеже не показана) на подачу масла. По подводящему каналу гидросистемы трактора масло под давлением начинает поступать в отверстие "Р" гидрораспределителя 8 и через полукольцевой канал в теле золотника 7 поступает в отверстие "А", Из отверстия "А" гидрораспределителя 8 масло под давлением поступает по магистрали 9 в поршневую полость гидроцилиндра 2, после чего начинает выдвигаться шток 3 и поворачивает раму 1 до "мертвого" положения (фиг. 2). При этом гидроцилиндр 2 перемещается на угол а (фиг. 1), равный половине угла качения гидроцилиндра 2, на весь поворот рамы 1. При перемещении гидроцилиндра 2 его корпус через шарнир 4, шатун 5 и поводок б' поворачивает золотник 7 гидрораспределителя 8. При приближении к "мертвому" положению гидроцилиндра 2 (фиг. 2) в гидрораспределителе 8 нижняя часть полукольцевого канала золотника 7 достигает отверстия "Т" слива масла. При дальнейшем движении золотника 7 нижняя перегородка Д, меньшая по размеру, чем отверстие "Т", уже не может разде 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8 лить отверстия "А" и "В". Т.к. верхняя перегородка д золотника 7 также меньше отверстия "Р", то через полукольцевые каналы в золотнике 7 все отверстия "Р", "Т", "А" и "В" соединяются между собой, образуй "открытый центр". В результате этого поворотная рама 1 без давления свободно по инерции проходит через "мертвую" точку. При продолжающемся движении золотника 7 постепенно изменяющиеся по сечению проходы в гидрораспределителе 8 дросселируют масло, что замедляет движение гидроцилиндра 2 и соединенной с ним поворотной рамы 1, снижая ее угловую скорость и уменьшая маховой момент. При переходе по инерции поворотной рамы 1 через "мертвую" точку проходы, соединяющие отверстия "Р" и "В" гидрораспределителя 8, увеличиваются, а проходы, соединяющие отверстия "В" и "Т", уменьшаются. Золотник 7 постепенно переключает подачу масла через отверстие "В" по магистрали 10 в штоковую полость гидроцилиндра 2. Шток 3 втягивается в гидроцилиндр 2, продолжая поворот поворотной рамы 1 до положения, указанного на фиг. 3. Изменяя длину поводка 6, возможно указанное переключение произвести при различном угле прокачивания рамы через "мертвую" точку, тем самым регулируя возможность "подхватывания" ее втягивающимся штоком 3 гидроцилиндра уже на излете подъема рамы по инерции (во 2ой фазе). При помощи регулировки длины шатуна 5 просто установить гидрораспределитель 8 в нейтраль точно в "мертвом" положении гидроцилиндра 2 и поворотной рамы 1. При достижении рабочих положений рамы 1 (гидроцилиндр 2 закрыт) срабатывает тракторный гидрораспределитель и запирает в гидрораспределителе 8 каналы подачи "Р" и слива "Т" масла. При этом гидроцилиндр 2 фиксируется в рабочем положении. Испытания оборотных плугоз, оборудованных предлагаемым устройством, выявили их высокую надежность, плавность работы и уменьшение инерционных нагрузок при повороте рамы. 26776 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О.Обручар Замовлення 529 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101