Напівнавісний поворотний плуг (варіанти)

Реферат: Винахід належить до напівнавісного поворотного плуга (1) з пристроєм для передачі ваги від плуга трактору з метою поліпшення тяги трактора, в якому вісь обертання розташована так, що передача ваги одночасно також сприяє зменшенню крутного моменту, потрібного для процесу повороту, і підвищенню стійкості трактора під час процесу повороту. UA 112966 C2 (12) UA 112966 C2 UA 112966 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки, до якої відноситься винахід Винахід відноситься до напівнавісного поворотного плуга згідно пункту 1 формули винаходу та пункту 6 формули винаходу. Рівень техніки Подібного роду напівнавісний поворотний плуг можна запозичувати з європейського патентного опису ЕР 1 549 124. У цьому напівнавісному поворотному плугу між навісним пристроєм і рамою плуга знаходиться гідравлічний циліндр. За допомогою цього гідравлічного циліндра повинна поліпшуватися тяга трактора. Якщо додатково навантажується передня вісь трактора, у верхній тязі трактора через гідравлічний циліндр створюється зусилля натиску. Якщо повинна навантажуватися задня вісь трактора, як показано в тому ж ЕР 1 54 9 124, в цьому випадку у верхній тязі трактора повинне створюватися тягове зусилля. Цей рівень техніки має недолік, що при повороті рами плуга поворотним механізмом повинен створюватися високий крутний момент. Для цього поворотний механізм повинен бути розрахований на параметри, які роблять його таким, що вимагає високих витрат та важким і тому дорогим. Також всі суміжні конструктивні елементи повинні розраховуватися відповідно на сили, які виникають там, що також негативно позначається на вартості виготовлення. Інший порівнянний напівнавісний поворотний плуг можна узяти з ЕР 2 033 503. Як і в напівнавісному поворотному плугу згідно ЕР 1 54 9 124 також і тут передбачений гідравлічний циліндр, за допомогою якого у верхній тязі повинне створюватися тягове зусилля, якщо тяга задньої осі трактора повинна підвищуватися передачею ваги від напівнавісного плуга на трактор. Тут полягають описані вище недоліки в частині потрібної високої енергії повороту у вищій масі, оскільки ця концепція напівнавісного поворотного плуга з тільки одним колесом як ходовий механізм збоку на рамі вимагає істотно вищої енергії повороту. Розкриття винаходу Завданням винаходу є створення пристрою, який зменшує потрібну енергію для повороту рами плуга, який має витрати на поворотний механізм в межах, який під час процесу повороту також підвищує стійкість трактора та який також покращує тягу трактора за допомогою передачі ваги від напівнавісного плуга на трактор. Згідно винаходу це завдання вирішується ознаками пункту 1 формули винаходу. Завдяки тому, що вісь обертання або відповідно віртуальне подовження осі обертання рами плуга в робочому положенні перетинає з боку борозни на відстані відносно центру тяжіння рами плуга, центр тяжіння рами плуга лежить між віссю обертання або відповідно віртуальним подовженням осі обертання і шарніром ходового механізму відповідно колеса. При приведенні в дію гідравлічного циліндра вага від напівнавісного поворотного плуга передається на трактор і завдяки цьому крутним моментом виявляється дія на раму плуга навколо осі обертання. Оскільки центр тяжіння рами плуга знаходиться збоку від осі обертання або відповідно віртуального подовження осі обертання між колесом і віссю обертання або відповідно віртуальним подовженням осі обертання, приведенням в дію гідравлічного циліндра виявляється сприяння повороту рами плуга, якщо тягове зусилля розраховується відповідно великим. Відповідно невелике тягове зусилля в гідравлічному циліндрі навпроти викликає тільки зменшення потрібного крутного моменту, який повинен діставатися від механізму повороту. Величина зменшення потрібного крутного моменту, визначається відстанню між центром тяжіння рами плуга і віртуальним подовженням осі обертання і частиною ваги, яку переймає на себе гідравлічний циліндр. На цю величину зменшення потрібного крутного моменту, може в цьому випадку зменшуватися потрібний крутний момент поворотного механізму і з ним також величина гідравлічного циліндра поворотного механізму і стійкість трактора під час процесу повороту збільшується. Таким чином, по-перше, вага від приладу з метою кращої тяги передається трактору і потрібний для процесу повороту рами плуга крутний момент істотно зменшується. Далі винахід передбачає, що вісь обертання або відповідно віртуальне подовження осі обертання розташована в робочому положенні з перетином рами плуга в передній області. Завдяки тому, вісь обертання або віртуальне подовження осі обертання перетинає раму плуга в передній області, відстань до центру тяжіння рами плуга стає великою і з цим також ефективне плече важеля, яке разом з підйомною силою гідравлічного циліндра сприяє зменшенню потрібного крутного моменту поворотного механізму для процесу повороту рами плуга. Збільшення плеча важеля досягається за рахунок того, що вісь обертання або віртуальне подовження осі обертання розташована в робочому положенні з перетином рами плуга в області між першим корпусом плуга і третім корпусом плуга. Зменшення потрібного крутного моменту поворотного механізму при повороті рами плуга завдяки цьому підвищується ще. 1 UA 112966 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Далі згідно винаходу передбачено, що з навісною рамою або з проміжною рамою сполучена буксирувальна рама, яка в задній області рами плуга опосередковано або безпосередньо сполучена з рамою плуга або ходовим механізмом. Рама плуга з розташованими на ній корпусами таким чином тягнеться через точку з'єднання кантувального важеля поворотного механізму з рамою плуга і точку з'єднання буксирувальної рами з рамою плуга або ходовим механізмом. Це сприяє силовому додатку тягових зусиль в рамі плуга. При цьому передбачено, що буксирувальна рама у вигляді кардана сполучена з навісною рамою або проміжною рамою та ходовим механізмом і утворена у вигляді жорсткого до кручення стабілізатора, що служить для фіксації вертикального положення колеса. У випадку, в якому ходовий механізм складається тільки з одного колеса, так що колесо відомим способом може фіксуватися і знаходитися в своєму вертикальному положенні. Винахід як альтернатива відноситься також до напівнавісного поворотного плуга з навісною рамою, що має декілька місць шарнірного з'єднання для навішування на верхню і нижню тягу, також рами плуга, що несе декілька корпусів плуга, який через ходовий механізм несеться, принаймні, одним колесом і через поворотний механізм з віссю обертання і кантувальним важелем повертається у відповідне робоче положення та, з можливістю повороту в горизонтальному напрямі, сполучений з навісною рамою, в якому вісь обертання поворотного механізму або відповідно подовження осі обертання в робочому положенні з боку борозни перетинає раму плуга на відстані від центру тяжіння рами плуга і в якому верхня тяга утворена у вигляді гідравлічного циліндра. При цьому рішенні передача ваги напівнавісного поворотного плуга на трактор передається не через інтегрований в напівнавісний поворотний плуг гідравлічний циліндр, а через гідравлічний циліндр, слугуючий як верхня тяга, який розташований між навісною рамою і трактором. Це рішення декілька спрощує конструкцію плуга і дає можливість з в цілому меншими витратами добиватися порівнянного ефекту, як з версією з гідравлічним циліндром, інтегрованим в напівнавісний поворотний плуг згідно пунктам 1-5 формули винаходу. Також при цьому рішенні положення осі обертання або відповідно віртуального подовження осі обертання може бути розташоване з перетином рами плуга з боку борозни на відстані відносно центру тяжіння рами плуга. Короткий опис креслень Інші деталі і переваги предмету винаходу виходять з приведеного нижче опису та креслень, в яких представлено два приклади здійснення з необхідними для цього подробицями і окремими елементами. Фіг. 1 показує вигляд збоку напівнавісного поворотного плуга в робочому положенні, Фіг. 2 показує вигляд зверху напівнавісного поворотного плуга в робочому положенні, Фіг. З показує фрагмент вигляду збоку передньої частини напівнавісного поворотного плуга згідно Фіг. 1 та Фіг. 4 показує вигляд збоку напівнавісного поворотного плуга в робочому положенні з гідравлічним циліндром як верхня тяга. Здійснення винаходу Фіг. 1 показує вигляд збоку напівнавісного поворотного плуга 1 в робочому положенні. Напівнавісний поворотний плуг 1 складається з основних компонентів: навісної рами 5, поворотного механізму 10, ходового механізму 8, буксирувальної рами 30 і рами плуга 7 з корпусами б плуга. Через навісну раму 5 напівнавісний поворотний плуг 1 з'єднується з триточковою системою тяги трактора. Для цього на навісній рамі 5 передбачені шарнірне з'єднання 4 верхньої тяги і шарнірні з'єднання 2 і 3 нижньої тяги. Навісна рама 5 зі своєю навісною опорою 40 має вертикальну вісь 41, з якою шарнірно сполучені рама плуга 7 і ходовий механізм 8 через проміжну раму 13. На проміжній рамі 13 з кінцевого боку передбачена поперечна вісь 14, через яку поворотний механізм 10 з можливістю повороту сполучений зі своєю несучою балкою моста 33. Гідравлічний циліндр 15 на відстані до поперечної осі 14 сполучений з несучою балкою моста 33 і проміжною рамою 13. Гідравлічний циліндр 15 при приведенні в дію передає вагу рами 7 плуга на навісну раму 5 і з цим на задню вісь не показаного трактора. Гідравлічний циліндр 15 для цього обладнаний одним або декількома не показаними тут гідроакумуляторами, які при збереженні передачі ваги рами плуга на трактор допускають підгонку до ґрунту рами плуга 7 з корпусами б плуга. Корпуси 6 плуга зводяться на робочу глибину попереду за допомогою копіюючого колеса 3 9 та ззаду за допомогою ходового механізму 8 з колесом 9. Несуча балка моста 33 служить опорою осі обертання 11 і кантувальному важелю 12, що, зокрема, можна бачити на Фіг. 2. Ходовий механізм 8 сполучений з навісною рамою 5 через буксирувальну раму 30. В цьому випадку буксирувальна рама 30 служить як жорсткий до кручення стабілізатор 32, який у вигляді кардана через проміжну ланку 36 і проміжну раму сполучений з навісною рамою 5. Буксирувальна рама 30 і відповідно стабілізатор 32 в задній області 31 напівнавісного поворотного плуга 1 через задню 2 UA 112966 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поперечну вісь 62 і вертикальну вісь 63 у вигляді карданного з'єднання сполучені із стійкою колеса 60, яка за допомогою гідравлічного циліндра 64 може повертатися навколо задньої поперечної осі 62, завдяки чому, серед іншого, може змінюватися робоча глибина корпусів 6 плуга. Для забезпечення дорожнього просвіту здатність повертатися стійки 60 коліс навколо задньої поперечної осі 62 обмежується за допомогою упору 66. За допомогою виконавчого органу 65 довжина буксирувальної рами 30, а з нею і також передова ширина борозни напівнавісного поворотного плуга 1 може змінюватися відомим чином. Стійка колеса 60 має вилку колеса 61, в якій встановлено колесо 9. Фіг. 2 показує вигляд зверху напівнавісного поворотного плуга 1 в робочому положенні. Напівнавісний поворотний плуг 1 в цілому, вільно рухаючись вслід на вертикальноій осі 41, сполучений з трактором через навісну раму 5 і шарнірне з'єднання 4 верхньої тяги і шарнірні з'єднання 2, 3 нижньої тяги. З вертикальною віссю 41 сполучена проміжна рама 13, яка служить опорою несучій балці моста 33 поворотного механізму 10 з віссю обертання 11 та кантувальному важелю 12. Завдяки спеціальному розташуванню поворотного механізму 10 вісь обертання 11 знаходиться в позиції, яка забезпечує, що віртуальне подовження 16 осі обертання 11 з боку борозни перетинає на відстані від центру тяжіння 18, якщо дивитися у напрямі подовження 16 осі обертання 11, раму плуга 7. Щоб добитися ефекту зменшення потрібної енергії повороту, віртуальне подовження 16 осі обертання 11 повинно перетинати раму 7 плуга в передній області 20. У прикладі згідно Фіг. 2 віртуальне подовження 16 осі обертання 11 перетинає раму плуга 7 в області 21, а саме, між першим корпусом плуга 22 і третім корпусом 23 плуги. У разі напівнавісного поворотного плуга 1 мова йде про напівнавісний поворотний плуг із змінним регулюванням робочої ширини на корпусах 6 плуга. При приведенні в дію гідравлічного циліндра 42 за допомогою установочного механізму 59 змінюється робоча ширина окремих корпусів 6 плуга. При цьому також паралельно робочому напрямку встановлюється спиця колеса 57 за допомогою поворотної опори 58 і з нею ходовий механізм 8 з колесом 9. Спиця колеса 57 з поворотною опорою 58 ззаду на рамі плуга 7 через консоль 55 сполучена з рамою плуга 7. При приведенні в дію гідравлічного циліндра 42 разом з положенням рами плуга 7 змінюється також положення буксирувальної рами 30 і проміжної рами 13. Завдяки зміні положення проміжної рами 13 змінюється також положення віртуального подовження 16 осей обертання 11 і з ним також відстань 17 віртуального подовження 16 осей обертання від центру тяжкості 18. У кожному робочому положенні забезпечено, що віртуальне подовження осі обертання 11 завжди знаходиться з боку борозни на відстані 17 від центру тяжіння. Зменшення потрібної енергії повороту для поворотного механізму 10 буде оптимальним тоді, коли відстань 17 дуже велика і підйомна сила гідравлічного циліндра також дуже велика. Навпаки, зменшення потрібної енергії повороту для поворотного механізму 10 буде невеликим, якщо підйомна сила гідравлічного циліндра 16 зменшується і відстань стає менше. Зменшення потрібної енергії повороту не можливе, якщо підйомна сила гідравлічного циліндра 15 дорівнює нулю або якщо віртуальне подовження 16 осей обертання 11 проходить через центр тяжіння 18 або проходить з прибережного боку відносно центру тяжіння 18. Під прибережною стороною мається на увазі область 43, яка знаходиться при вправо поверненому положенні плуга напівнавісного поворотного плуга 1 зліва від центру тяжіння 18 рам плуга 7. Фіг. З показує фрагмент вигляду збоку передній частині напівнавісного поворотного плуга 1. Гідравлічний циліндр 15, по-перше, сполучений з центром миттєвого обертання 35 несучої балки моста 33 і, по-друге, з центром миттєвого обертання 34 проміжних рами 13. При цьому гідравлічний циліндр 15 розташований на відстані від поперечної осі 14. Чим більша відстань, тим більше може передаватися вага при однаковій підйомній силі відповідно тяговому зусиллі гідравлічного циліндра 15 від рами плуга 7 на трактор. Фіг. З показує також розташування проміжної ланки 36, яка сполучає у вигляді кардана буксирувальну раму 30 відповідно стабілізатор 32 з проміжною рамою 13. Для цього проміжна ланка 36 має вертикальну буксирувальну вісь 37 і горизонтальну буксирувальну вісь 38. Фіг. 4 показує альтернативне рішення без гідравлічного циліндра 15 згідно Фіг. 1. Замість гідравлічного циліндра 15 тут застосовується жорстке буксирне зчеплення 52, яка блокує рух навколо осі 14 проміжної рами 13 для несучої балки моста 33. Проміжна рама 13 і несуча балка моста можуть також утворювати жорстко сполучений один з одним блок, так що стають зайвими поперечна вісь 14 і жорстке буксирне зчеплення 52. Передача ваги рами плуга 7 трактору в цьому випадку здійснюється через верхню тягу, яка в цьому випадку утворена у вигляді гідравлічного циліндра 50. Нижня тяга 51 є складовою частиною трактора. Гідравлічний циліндр є складовою частиною плуга. За допомогою не показаного гідроакумулятора може забезпечуватися рухливість гідравлічного циліндра 50, завдяки чому забезпечується підгонка до 3 UA 112966 C2 5 ґрунту між трактором і напівнавісним поворотним плугом 1 при збереженні тягового зусилля в гідравлічному циліндрі 50. Як при здійсненні згідно Фіг. 1-3, так і при здійсненні згідно Фіг. 4 підйомна сила відповідно тягове зусилля гідравлічного циліндра 15 відповідно 50 регулюються регулюючим пристроєм, наприклад, залежно від прослизання ведучих коліс трактора або за допомогою заздалегідь встановленої величини регулювання тягового зусилля відповідно підйомної сили відповідного гідравлічного циліндра 15 відповідно 50. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Напівнавісний поворотний плуг (1) з навісною рамою (5), що містить декілька місць шарнірного з'єднання (2, 3, 4), для навішування на верхню та нижню тяги трактора, а також з рамою (7) плуга, що несе декілька корпусів плуга (6), забезпеченого ходовим механізмом (8) з принаймні одним колесом (9), та виконаний з можливістю, за допомогою поворотного механізму (10) з віссю обертання (11) і кантувального важеля (12), повертання у відповідне робоче положення та шарнірно, через проміжну раму (13) з можливістю повороту в горизонтальному напрямі, сполучений з навісною рамою (5), причому між рамою плуга (7) та навісною рамою (5) передбачена поперечна вісь (14), навколо якої, з можливістю повороту у вертикальному напрямку, розташована рама плуга (7), і з гідравлічним циліндром (15), розташованим на відстані від поперечної осі (14) між рамою плуга (7) і навісною рамою (5), за допомогою якого вага напівнавісного поворотного плуга (1) може передаватися на трактор, який відрізняється тим, що вісь обертання (11) поворотного механізму (10) відповідно віртуальне подовження (16) осі обертання (11) в робочому положенні розташована з перерізом рами плуга (7) з боку борозни на відстані (17) відносно центру тяжіння (18) рами плуга (7). 2. Напівнавісний поворотний плуг за п. 1, який відрізняється тим, що вісь обертання (11) або відповідно віртуальне подовження (16) осі обертання (11) розташована в робочому положенні з перерізом рами плуга (7) в передній області (20). 3. Напівнавісний поворотний плуг за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що вісь обертання (11) або віртуальне подовження (16) осі обертання (11) в робочому положенні розташована з перерізом рами плуга (7) в області (21) між першим корпусом (6, 22) плуга і третім корпусом (6, 23) плуга. 4. Напівнавісний поворотний плуг за п. 1, який відрізняється тим, що з навісною рамою (5) або з проміжною рамою (13) сполучена буксирувальна рама (30), яка в задній області (31) рами плуга (7) опосередковано або безпосередньо сполучена з рамою плуга (7) або ходовим механізмом (8). 5. Напівнавісний поворотний плуг за п. 4, який відрізняється тим, що буксирувальна рама (30) у вигляді кардана сполучена з навісною рамою (5) або проміжною рамою (13) і ходовим механізмом (8) та утворена такою, що служить як жорсткий до кручення стабілізатор (32) для фіксації вертикального положення колеса (9). 6. Напівнавісний поворотний плуг (1) з навісною рамою (5), що має декілька місць шарнірного з'єднання (2, 3, 4), для навішування на верхню і нижню тяги трактора, а також з рамою плуга (7), що несе декілька корпусів плуга (6), забезпеченою ходовим механізмом (8) з принаймні одним колесом (9) і виконаний з можливістю, за допомогою поворотного механізму (10) з віссю обертання і кантувального важеля (12), повертання у відповідне робоче положення і шарнірно з можливістю повороту в горизонтальному напрямі сполучений з навісною рамою (5), який відрізняється тим, що вісь обертання (11) поворотного механізму (10) або відповідно подовження (16) осі обертання (11) в робочому положенні перетинає раму плуга (7) з боку борозни на відстані (17) відносно центру тяжіння (18) рами плуга (7), причому верхня тяга утворена у вигляді гідравлічного циліндра (50). 4 UA 112966 C2 5 UA 112966 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 6