УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ МОТОБЛОКА

Название	УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ МОТОБЛОКА
Разработчик (Авторы)	Картошкин Александр Петрович, Ружьев Вячеслав Анатольевич, Осипов Сергей Николаевич, Поскотинов Александр Владимирович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2761353
Дата регистрации	07.12.2021
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ)
Область применения (класс МПК)	A01B 15/10 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям для основной обработки почвы.

Согласно стандарту (ГОСТ Р 50694. Машины и орудия для обработки почвы. Лемешно-отвальные плуги. Рабочие органы. Термины и определения) корпус плуга состоит из стойки, лемеха, отвала, пера отвала, полевой доски, пятки полевой доски, углоснима. Каждый элемент плуга имеет свои определения и свое назначение.

Известны лемешные плуги по форме рабочей поверхности имеющие культурные, полувинтовые и винтовые отвалы (Турбин Б.Г., Лурье А.Б., С.В. Мельников и др. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчет. Изд-во «Машиностроение», Ленинград, 1967 - с. 14-17). Такое многообразие отвалов позволяет в конкретных почвенных условиях применять соответствующую форму отвала. Форма отвала определяет его способность крошить и оборачивать пласт почвы, подрезанный лемехом. Для основной вспашки на старопахотных почвах с удельным сопротивлением до 0,6…1,3 кг/см² применяются плуги с полувинтовой рабочей поверхностью. Для осуществления гладкой пахоты применяются оборотные плуги с культурным отвалом. Для вспашки целинных и залежных земель используются плуги с полувинтовым отвалом.

Лемех и отвал образуют рабочую поверхность корпуса плуга. Для корпусов с различной шириной захвата предусматривается установка различных типоразмеров лемехов. Перо отвала применяется для улучшения оборота пласта. Полевая доска воспринимает боковые давления борозды и повышает устойчивость хода корпуса. Для корпусов с различными отвалами размеры полевой доски различны. С учетом многообразия почвенных условий (песчаные, суглинистые, глинистые почвы, засоренные камнями, или переувлажненные почвы) разработана большая номенклатура плугов с различными типами лемехов.

Недостатками данных плугов является конкретизация конструкции плуга под каждый тип почвы. Данный плуг невозможно применять на мотоблоках.

В связи с тем, что мотоблоки обрабатывают небольшие участки земли, с хозяйственной точки зрения не целесообразно иметь несколько плугов с различными отвалами. С эксплуатационной точки зрения у тракторных плугов отсутствует универсальность применительно к плугам для мотоблоков.

Выпускаемые для мотоблоков плуги однотипны. Некоторые образцы, которые удовлетворительно работали на переувлажненных суглинистых задернелых почвах, неудовлетворительно работали на тепличном грунте и наоборот.

Известен корпус плуга [RU №2282334, А01В 15/00, А01В 15/08]. Корпус плуга содержит изогнутую в поперечно-вертикальной плоскости стойку, в нижней части которой закреплено долото, на лобовой части закреплен нож, а на боковой грани посредством кронштейна, с возможностью перемещения вдоль нее, закреплен отвал, снабженный ламелью, позволяющей регулировать сечение оборачиваемого слоя почвы при изменении глубины ее рыхления.

С использование данного изобретения возможно регулировать только оборачиваемость пласта почвы. Данный корпус плуга невозможно применять на мотоблоках.

Известен плужный корпус [а.с. №1808226, А01В 15/06], содержащий закрепленные на стойке лемех и отвал, выполненный из верхней и нижней частей. При этом с целью улучшения качества вспашки, нижняя часть стойки выполнена криволинейной, а лемех выполнен по всей длине из двух частей, одна из которых имеет криволинейную формулу и закреплена на передней части криволинейной части стойки, а другая часть - форму плоской пластины, режущая кромка которой расположена под острым углом к горизонтальной плоскости и с наклоном от стойки, при этом на участке стыка указанных частей лемехов установлен наральник, нижняя кромка которого расположена ниже режущей кромки лемеха, а рабочая поверхность нижней части отвала имеет форму поверхности дважды косого цилиндроида.

Представленный плужный корпус разрушает уплотненную подошву борозды, уменьшает сопротивление входа в почву на тяжелых почвах, а при увеличении угла увеличивает оборачивающий эффект пласта на легких почвах. Для осуществления регулировки требуется снятие агрегата с машины. Данный плужный корпус невозможно применять на мотоблоках.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является отвальный плуг с регулировкой параметров лемешно-отвальной поверхности рабочих органов [RU 2462013, А01В 15/00].

Отвальный плуг с регулировкой параметров лемешно-отвальной поверхности рабочих органов, включающий раму, состоящую из брусьев, рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака, стойки, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром, при этом параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко закрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга, на которой закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, расположенной на валу, на другом конце которого закреплен кривошип, соединенный со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга, при этом с внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы, по которым движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах, двигающихся в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов, а нижние концы вильчатых рычагов соединены с нижними осями, которые подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам.

Плуг включает рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака, стойки, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром.

Недостатком плуга является сложность конструкции системы управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром. Применение гидравлики утяжеляет, усложняет конструкцию. Плуг данной конструкции невозможно использовать с мотоблоками.

Задачей изобретения является упрощение конструкции системы регулировки параметров лемешно-отвальной поверхности плуга, позволяющей агрегатировать его со всей линейкой мотоблоков.

Поставленная задача решается за счет того, что универсальный плуг для мотоблока, содержащий рабочий орган, состоящий из стойки, лемеха, отвала, башмака, пера отвала, полевой доски, системы управления параметрами лемешно-отвальной поверхности. Задняя часть полевой доски соединена с отвалом винтовым механизмом талрепного типа, а в передней части полевой доски выполнено продольное отверстие с возможностью установки и перемещения в нем шпильки с головкой, а также с возможностью перемещения по ней кольца регулировочного винта, при этом шпилька с кольцом установлена с возможностью продольного перемещения и фиксации гайкой в отверстии уха, жестко закрепленного к отвалу, при этом к стойке полевой доски жестко закреплен уголок, имеющий отверстие, в которое установлен упорный болт, взаимодействующий своей головкой с отвалом и с противоположной стороны зафиксированный относительно уголка гайкой и контргайкой.

1. Задняя часть полевой доски соединена с отвалом винтовым механизмом талрепного типа.

2. В передней части полевой доски выполнено продольное отверстие с возможностью установки и перемещения в нем шпильки с головкой.

3. Шпилька с кольцом установлена с возможностью продольного перемещения и фиксации гайкой в отверстии уха, жестко закрепленного к лемеху

4. К стойке полевой доски жестко закреплен уголок, имеющий отверстие, в которое установлен упорный болт, взаимодействующий своей головкой с отвалом, а с противоположной стороны зафиксированный относительно уголка гайкой с контргайкой.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат

Технический результат заключается в упрощении конструкции системы управления параметрами лемешно-отвальной поверхности.

Сущность изобретения поясняется на приведенных чертежах, где:

фиг. 1 - Корпус плуга (вид спереди);

фиг. 2 - Регулировка угла наклона отвально-лемешной части по вертикали;

фиг. 3 - Корпус плуга (вид сзади);

фиг. 4 - Пятка полевой доски;

фиг. 5 - Шпилька в отверстии регулировочного болта;

фиг. 6 - Регулировка угла поворота отвала плуга по горизонтали;

фиг. 7 - Упорный болт;

фиг. 8 - Регулировочный механизм угла наклона отвально-лемешной части по вертикали.

Универсальный плуг для мотоблока, содержащий рабочий орган, состоящий из отвала 1, лемеха 2, башмака 3, стойки 4, системы управления параметрами лемешно-отвальной поверхности. Задняя часть полевой доски 5 соединена с отвалом 1 винтовым механизмом талрепного типа 6, а в передней части полевой доски 5 выполнено продольное эллипсовидное отверстие 7 с возможностью установки в нем шпильки 8, имеющей на наружном конце головку 9 с возможностью ее перемещения в продольном отверстии 7, при этом шпилька 8 установлена в кольце 10 регулировочного болта 11, установленного в продольном эллипсовидном отверстии 12 и зафиксированного гайкой 13 относительно уха 14, жестко закрепленного к отвалу 1, при этом к стойке 4 полевой доски 5 жестко крепится уголок 15, имеющий отверстие 16, в которое установлен упорный болт 17, взаимодействующий своей головкой 18 с отвалом 1, а с противоположной стороны зафиксированный относительно уголка 15 гайкой 19 с контргайкой 20.

Лемех 2 закреплен двумя винтами 21 к пластине 22 (фиг. 2), которая в свою очередь приварена к отвалу 1. На отвале 1 (фиг. 1) крепится перо отвала 23 с помощью болта 24, зафиксированного гайкой 25 (фиг. 3), обеспечивающего регулировку положения пера отвала. Полевая доска 5 (фиг. 2) имеет продольное отверстие 7 для фиксации и перемещения механизма регулировки (фиг. 4) угла наклона отвально-лемешной части по горизонтали. Механизм регулировки (фиг. 6) состоит из уха 14, приваренного к отвалу 1, шпильки 8 с головкой 9 (фиг. 5) и гайки 13 (фиг. 5, фиг. 6). Шпилька 8 установлена в кольце 10 шпильки с кольцом 10 (фиг. 5). К стойке 4 корпуса плуга приварен уголок 15 с отверстием 16 (фиг. 7), в котором установлен регулировочный упорный болт 17 (фиг. 7). Задняя часть полевой доски 5 соединена с отвалом 1 винтовым механизмом талрепного типа 6 (фиг. 8) угла наклона отвально-лемешной части по вертикали. Также к задней части полевой доски 5 приварен башмак 3 (фиг. 4).

Настройка при определении типа почвы.

Грудь отвала 1 и лемех 2 выступают за пределы стойки 4 и образуют прямую линию во фронтальной проекции (фиг. 1). За счет этого при прохождении корпуса плуга, стенка борозды получается ровной и прочной под прямым углом к дну борозды. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить сопротивление за счет уменьшения площади соприкосновения корпуса со стенкой борозды. Перо отвала 23 выполняет роль продолжения корпуса и имеет бесступенчатую регулировку рабочих положений для направления пласта почвы в оборот при различной глубине вспашки на различных почвах. Контакт корпуса можно увидеть по стертой краске в зонах контакта с почвой. Стойка и механизмы регулировок лишены возможности участвовать в формировании стенки борозды. Зоны трения строго ограничены левым срезом отвально-лемешной части 1, 2 (фиг. 1) и половиной левой стороны полевой доски 5 (фиг.8). Механические потери в этом узле оптимизированы.

Лемех 2 плуга (фиг.1) сменный, закрепленный на два винта 21 с конической потайной головкой к стальной пластине 22 (фиг.4), приваренной к отвалу 1.

К крылу отвала 1 (фиг. 1) крепится перо отвала 23 через болт 24 (фиг.1) с закругленной головкой и четырехгранным упорным сектором, препятствующим провороту при затяжке (ослаблении) гайки 25 (фиг. 3). Такое решение позволяет использовать ключ только со стороны гайки, обеспечивая быстроту и удобство бесступенчатой регулировки положения пера отвала в полевых условиях.

Башмак полевой доски 5 и механизм регулировки угла наклона отвально-лемешной части по горизонтали (фиг. 4). Высота подъема полевой доски 5 в задней ее части от поверхности дна борозды (10 мм) одинакова с высотой подъема ее передней части. При движении дно борозды проминается, и почва контактирует с нижней частью полевой доски 5. Однако проминаясь, она уплотняется под башмаком 3 и величина нажатия нижней части полевой доски 5 на грунт снижается. Таким образом, снижаются и механические потери. Башмак 3 приварен к полевой доске 5 и не нуждается в процессе эксплуатации в замене,

На стойке 4 корпуса плуга на уголке 15 (фиг. 7), не выходящем за рабочие габариты отвально-лемешной части, установлен упорный болт 17 (фиг. 7), изменяя длину которого возможно изменение точки упора отвально-лемешной части в вертикальной плоскости. Эта регулировка не имеет ступеней.

Универсальность плуга определяется наличием следующих регулировок в зависимости от вида почвы.

1. Регулировка угла наклона отвально-лемешной части по вертикали (фиг. 2) позволяет уменьшить или увеличить угол входа лемеха в почву относительно дна борозды и, соответственно, изменить угол наклона отвала относительно вертикали, что позволяет при уменьшении угла лемешной части к дну борозды уменьшить сопротивление входа в почву на тяжелых почвах, а при увеличении угла увеличить оборачивающий эффект пласта на легких почвах. Механизм регулировки болтового типа обеспечивает бесступенчатость и легкость регулировки. Регулировка выполняется при помощи одного гаечного ключа. На установленном непосредственно на мотоблок плуге при регулировке не требуется снятия агрегата с машины. На стойке корпуса плуга на уголке, не выходящем за рабочие габариты отвально-лемешной части, установлен регулировочный упорный болт (фиг. 7), изменяя длину которого возможно изменение точки упора отвально-лемешной части в горизонтальной плоскости. Эта регулировка не имеет ступеней.

Регулировка угла наклона отвально-лемешной части по горизонтали (фиг. 6) дает возможность изменить ширину захвата и угол входа лемешной части относительно стенки борозды, что позволяет уменьшить сопротивление на соответствующих типах почв.

2. Все вышеперечисленные регулировки необходимо производить в комплексе, т.к. они взаимозависимы. Именно поэтому они выполнены бесступенчато, механизмами винтового и ползункового типа. При условии выполнения комплексности регулировок не меняется общая правильная геометрия корпуса плуга. На механизмах регулировки предусмотрены ограничители хода регулировочных и регулируемых элементов. На отвально-лемешной части имеется упорный уголок 26 (фиг. 2), который препятствует перемещению этой части во всех плоскостях относительно полевой доски и стойки корпуса плуга на всех режимах работы. Винтовая часть талрепного типа 6 (фиг. 8) обеспечивает жесткую кинематическую связь крыла отвала 1 и полевой доски 5. Она одновременно обеспечивает плавность и бесступенчатость регулировки, что позволяет опытным путем индивидуально отрегулировать угол наклона по горизонтали в соответствии с условиями работы непосредственно в борозде.

3. В ряде случаев на тяжелых суглинистых дерновых (целинных) почвах возникает явление недооборота пласта (неустойчивое положение или обратное сваливание в борозду) на малых скоростях движения агрегата (сказывается недостаточная длина нижней части крыла отвала). На тепличных грунтах (на очень рыхлой почве) возникает явление недооборота пласта в результате сильного крошения слабосвязанных почв.

При условии оптимальных регулировок по п. 1 и 2 с возникновением вышеперечисленных явлений (п. 3), принимая во внимание экономию металла, было найдено следующее техническое решение данной проблемы. Так как при возникновении каждого из огрехов в работе участвует только одна часть (нижняя, либо верхняя) крыла отвала, то целесообразно применять перо отвала 23 (фиг. 1), при определенных (опытным путем) положениях которого увеличивается длина крыла в необходимой части. За счет того, что перо отвала повторяет поверхность крыла отвала, вышеперечисленные явления прекращаются. Тем самым без утяжеления плуга проблемы длины крыла отвала можно решить без удорожания конструкции.

Формула изобретения

Универсальный плуг для мотоблока, содержащий рабочий орган, состоящий из стойки, лемеха, отвала, башмака, пера отвала, полевой доски, системы управления параметрами лемешно-отвальной поверхности, отличающийся тем, что задняя часть полевой доски соединена с отвалом винтовым механизмом талрепного типа, а в передней части полевой доски выполнено продольное отверстие с возможностью установки и перемещения в нем шпильки с головкой, а также с возможностью перемещения по ней кольца регулировочного винта, при этом шпилька с кольцом установлена с возможностью продольного перемещения и фиксации гайкой в отверстии уха, жестко закрепленного к отвалу, при этом к стойке полевой доски жестко закреплен уголок, имеющий отверстие, в которое установлен упорный болт, взаимодействующий своей головкой с отвалом и с противоположной стороны зафиксированный относительно уголка гайкой и контргайкой.

Изобретение "УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЛУГ ДЛЯ МОТОБЛОКА" (Картошкин Александр Петрович, Ружьев Вячеслав Анатольевич, Осипов Сергей Николаевич, Поскотинов Александр Владимирович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога