рычажно-шарнирный четырёхзвенный механизм навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора
| Классы МПК: | A01B59/04 для машин с тракторной тягой или толкаемых трактором |
| Автор(ы): | Сергеев А.П. (RU), Салдаев А.М. (RU), Сапунков А.П. (RU) |
| Патентообладатель(и): | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2003-05-29 публикация патента:
27.02.2005 |
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к навесным системам тракторов сельскохозяйственного назначения. Механизм навески включает разнесенные в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю и нижние оси, связанные между собой правой и левой стойками, и снабжен силовым гидроцилиндром с основанием и штоком. Основание силового гидроцилиндра размещено на нижней оси. Рычаг штока силового гидроцилиндра смонтирован на верхней оси. Механизм навески имеет полый вал с левым и правым подъемными рычагами, смонтированными на верхней оси и кинематически связанными с рычагом штока силового гидроцилиндра, центральную верхнюю тягу с вилкой и амортизатором в виде пружины, регулировочной резьбовой муфтой, головкой и пальцем, левую и правую нижние продольные тяги с механизмами изменения их длины. Левая и правая нижние продольные тяги соединены вилками с левым и правым раскосами. Посредством центральной головки нижние продольные тяги сопряжены с нижней осью с возможностью смещения на ней. Свободные концы нижних продольных тяг снабжены шаровыми шарнирами. Боковые смещения левой и правой нижних продольных тяг зафиксированы левой и правой ограничительными цепями с муфтами. Каждый указанный механизм изменения длины продольной тяги выполнен в виде телескопически размещенных частей тяги. Части тяги взаимно связаны гидроприводом с возможностью втягивания штока гидропривода в направлении нижней оси в транспортном положении и с возможностью гашения гидроприводом высокочастотных ударных нагрузок в технологическом процессе. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение эксплуатационной надежности и снижение динамических нагрузок на ходовую часть трактора и навешенную посредством механизма сельскохозяйственную машину. 4 ил.
Формула изобретения
Рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора, включающий разнесенные в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю и нижние оси, связанные между собой правой и левой стойками, силовой гидроцилиндр с основанием и штоком, ось основания силового гидроцилиндра, рычаг штока, размещенный на верхней оси, полый вал с левым и правым подъемными рычагами, смонтированными на верхней оси и кинематически связанными с рычагом штока силового гидроцилиндра, центральную верхнюю тягу с вилкой и амортизатором в виде пружины, регулировочной резьбовой муфтой, головкой и пальцем, левую и правую нижние продольные тяги с механизмами изменения их длины, соединенные вилками с левым и правым раскосами, а посредством центральной головки - с нижней осью с возможностью смещения на ней, свободные концы нижних продольных тяг снабжены шаровыми шарнирами, и левую и правую ограничительные цепи с муфтами, отличающийся тем, что каждый указанный механизм изменения длины продольной тяги выполнен в виде телескопически размещенных частей тяги, взаимно связанных гидроприводом с возможностью втягивания штока гидропривода в направлении нижней оси в транспортном положении и с возможностью гашения гидроприводом высокочастотных ударных нагрузок в технологическом процессе.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к навесным системам тракторов сельскохозяйственного назначения.
Известно устройство для соединения трактора с почвообрабатывающими орудиями, содержащее верхнюю и нижние продольные тяги, раскосы, подъемный механизм с силовым гидроцилиндром, кронштейн, закрепленный на раме орудия и соединенный с верхней тягой, и ось, проходящую через проушины нижних тяг, соединенную с рамой орудия, в котором с целью обеспечения регулирования направления силы тяги орудия и улучшения условий копирования орудием микрорельефа передняя часть рамы орудия снабжена наклонно расположенной, обращенной вниз стойкой, имеющей разнесенные по вертикали отверстия под ось, проходящую через проушины нижних тяг, а центральная тяга и вертикальные раскосы имеют пазы под пальцы сопряженных элементов (SU, авторское свидетельство №337085, М. кл. А 01 В 59/04. Устройство для соединения трактора с почвообрабатывающими орудиями. /З.А.Хантадзе, Г.И.Гегелидзе, Н.К.Мачарашвили, А.А.Гогвадзе, А.Ш.Чинчаладзе и В.Н.Гоглидзе (СССР). - заявка №1497897/30-15; заявлено 06.12.1970; Опубл. 05.05.1972, Бюл. №15 // Открытия. Изобретения. - 1972. - №15).
К недостаткам данного устройства относятся неудовлетворительные динамические характеристики пахотного агрегата при транспортных и технологических переездах по полевым дорогам. Это вызвано тем, что пазы (11) центральной верхней тяги (1) и вертикальных раскосов (3) приводят к ударным нагрузкам при переездах неровностей на дорогах, технологических канав, при поворотах на загоне.
Известно навесное устройство плуга, включающее раму с тягами, в котором с целью улучшения неровностей почвы и обеспечения догрузки ведущих колес трактора тяги расположены в горизонтальной плоскости, причем центральная выполнена в виде опорной балки, один конец которой жестко соединен с рамой плуга, а другой установлен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по оси прицепа трактора (SU, авторское свидетельство №808020, М. кл3 . А 01 В 59/06. Навесное устройство плуга. / Рыжих Н.Е., Балабанов Е.Т. (СССР). - Заявка №2684822/30-15; заявлено 10.11.1978; Опубл. 28.08.1981, Бюл. №8 // Открытия. Изобретения. - 1981. - №8).
К недостаткам данного устройства относятся неудовлетворительные динамические характеристики пахотного агрегата при транспортных переездах. Это вызвано конструктивным исполнением направляющих (3).
Известно также сцепное устройство для присоединения сельскохозяйственных орудий к трактору, содержащее навесное устройство трактора, орудие с замком, присоединительную рамку и фиксатор, в котором с целью повышения качества работ и надежности устройства оно снабжено предохранителем и двуплечим рычагом, одно плечо которого посредством горизонтального шарнира и предохранителя установлено на присоединительной рамке, а другое шарнирно связано с верхней тягой механизма навески; верхняя тяга выполнена в виде гидроцилиндра; предохранительное устройство выполнено в виде штифта (SU, авторское свидетельство №1207409 А, М. кл4 . А 01 В 59/04. Сцепное устройство для присоединения сельскохозяйственных орудий // Кузин Е.П., Кальманович Б.Г., Резников Э.З., Гуляев Ю.В., Кузминская А.К. (СССР). - заявка №3763259/30-15; Заявлено 11.07.1984; Опубл. 30.01.1986, Бюл. №4 // Открытия. Изобретения. -1986. - №4).
К недостаткам данного устройства относятся неудовлетворительные динамические характеристики сельскохозяйственного агрегата. Гидроцилиндр в верхней тяге (3) механизма навески позволяет лишь увеличить транспортный просвет навешенной рамы (4) орудия.
Кроме описанных технических средств, известно навесное устройство трактора, содержащее тяги и механизм подъема, состоящий из поворотного вала с закрепленными на нем рычагами, связанными раскосами с нижними продольными тягами, в котором с целью упрощения конструкции, повышения надежности и снижения металлоемкости каждая из нижних тяг снабжена упругим подвесом с жестко закрепленным на основе трактора корпусом, а поворотный вал механизма подъема выполнен в виде торсиона (SU, авторское свидетельство №677698, М. кл2. А 01 В 59/04. Навесное устройство трактора. /Орлов С.Ф., Александров В.А., Харитонов А.Ф. (СССР). - заявка №2554315/30-15; Заявлено 12.12.1977; Опубл. 05.01.1979, Бюл. №29 // Открытия. Изобретения. - 1979. - №29).
К недостаткам данного навесного устройства трактора относятся низкие динамические характеристики. Упругие подвесы (3, 4) не исключают ударных нагрузок, возникающих от массы навешенного орудия как в транспортном положении, так и при переездах препятствий в виде канав, рытвин и напашней на полевых дорогах.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится рычажно-шарнирный механизм навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора, включающий в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю и нижние оси, силовой гидроцилиндр с основанием и его шток, ось основания гидроцилиндра, рычаг штока, размещенный на верхней оси, рычаг подъемный левый, рычаг подъемный правый, полый вал подъемных рычагов, смонтированный на верхней оси и кинематически связанный с рычагом штока гидроцилиндра, снабженную вилкой, амортизатором в виде пружины, регулировочной резьбовой муфтой и головкой центральную верхнюю тягу и ее палец, левую и правую стойки в связях на верхней и нижней осях, левый и правый раскосы, выполненные в виде серьги, верхнего винта, регулировочной муфты, нижнего винта, пальца, гильзы и вилки, левой и правой тяг, соединенных посредством центральной головки с нижней осью, левой и правой ограничительных цепей с муфтами (см. Трактор ДТ-75 MB. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 88.00.001 ТО. - Издание второе, переработанное и доп. - Волгоград, 1982. - С.143-145, рис. 80.).
К недостаткам описанного устройства относятся низкая эксплуатационная надежность механизма навески. Амортизатор в верхней тяге механизма навески не улучшает динамические характеристики трактора с навешенным сельскохозяйственным орудием.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эксплуатационной надежности навешенных орудий и машин на раму агрегатируемого трактора.
Технический результат - расширение номенклатуры агрегатируемых навесных специальных, мелиоративных, дождевальных и с.-х. машин и орудий, улучшение условий работы, снижение динамических нагрузок на раму и ходовую часть агрегатируемого трактора.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей шарнирно-рычажного четырехзвенного механизма навески сельскохозяйственных машин и орудий на раму агрегатируемого трактора.
Технический результат - расширение диапазона выполняемых механизированных технологических операций серийно выпускаемыми и экспериментальными сельскохозяйственными машинами.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном рычажно-шарнирном четырехзвенном механизме навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора, включающем разнесенные в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю и нижние оси, связанные между собой правой и левой стойками, силовой гидроцилиндр с основанием и штоком, ось основания силового гидроцилиндра, рычаг штока, размещенный на верхней оси, полый вал с левым и правым подъемными рычагами, смонтированными на верхней оси и кинематически связанными с рычагом штока силового гидроцилиндра, центральную верхнюю тягу с вилкой и амортизатором в виде пружины, регулировочной резьбовой муфтой, головкой и пальцем, левую и правую нижние продольные тяги с механизмами изменения их длины, соединенные вилками с левым и правым раскосами, а посредством центральной головки - с нижней осью с возможностью смещения на ней, свободные концы нижних продольных тяг снабжены шаровыми шарнирами, и левую и правую ограничительные цепи с муфтами, согласно изобретению каждый указанный механизм изменения длины продольной тяги выполнен в виде телескопически размещенных частей тяги, взаимно связанных гидроприводом с возможностью втягивания штока гидропривода в направлении нижней оси в транспортном положении и с возможностью гашения гидроприводом высокочастотных ударных нагрузок в технологическом процессе.
На фиг.1 изображен рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески для соединения сельскохозяйственных машин и орудий с рамой агрегатируемого трактора, вид в плане.
На фиг.2 - то же, вид в плане.
На фиг.3 показана кинематика звеньев механизма навески агрегатируемого трактора при изменении транспортного просвета hтр.
На фиг.4 - правая нижняя тяга с механизмом изменения длины, вид в плане.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора включает разнесенные в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю ось 1, нижнюю ось 2, силовой гидроцилиндр 3 с основанием 4 и штоком 5, ось 6 основания 4 гидроцилиндра 3, рычаг 7 штока 5, размещенный на верхней оси 1. На верхней оси 1 смонтированы полый вал 8 с левым подъемным рычагом 9 и правым подъемным рычагом 10. На верхней оси 1 смонтирована центральная верхняя тяга 11. Полый вал 8 подъемных рычагов 9 и 10 смонтирован на верхней оси 1 и посредством отъемного пальца кинематически связан с рычагом 7 штока 5 гидроцилиндра 3. Центральная верхняя тяга 11 снабжена вилкой 13, амортизатором 14 в виде разновеликих пружин, регулировочной резьбовой муфтой 15, головкой 16 и пальцем 17. Верхняя ось 1 с нижней осью 2 связана левой и правой стойками 18 и 19.
На нижней оси 2 с возможностью смещения размещены левая нижняя тяга 20 и правая нижняя тяга 21. Нижние тяги 20 и 21 с левым подъемным рычагом 9 и правым подъемным рычагом 10 соединены левым и правым раскосами 22 и 23. Каждый раскос 22 (23) имеет серьгу, ось, верхний винт, контргайку, регулировочную муфту, нижний винт, раму, цепь и вилку. Вилки раскосов 22 и 23 соединены полупальцами с нижними продольными тягами 20 и 21.
Механизм снабжен левой и правой ограничительными цепями 24 и 25. Цепи 24 и 25 имеют винтовые муфты 26 и 27. Задние концы левой и правой цепи 24 и 25 соединены с правым и левым нижними тягами 21 и 20. Передние концы цепей 24 и 25 соединены с бугелями 28 и 29, размещенными на нижней оси 2. Верхняя ось 1, нижняя ось 2 и ось 6 основания 4 гидроцилиндра 3 смонтированы с возможностью демонтажа на раме агрегатируемого трактора.
Силовой гидроцилиндр 3 рукавами высокого давления гидравлически соединен с гидрораспределителем резервно-агрегатной гидросистемы агрегатируемого трактора. Свободные концы центральной верхней тяги 11, левой и правой нижних продольных тяг 20 и 21 снабжены шаровыми шарнирами 30, 31 и 32 для соединения с рамами навесных мелиоративных, специальных и сенокосных хозяйственных орудий и машин. Каждая нижняя продольная тяга 20 (21) снабжена механизмом изменения длины тяги, выполненным в виде телескопически размещенных частей тяги, взаимно связанных гидроприводом 33.
Рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора работает следующим образом.
Трактор задним ходом подают к раме сельскохозяйственных машин. Шаровые шарниры 30 и 31 соединяют с кронштейнами рамы навесного орудия. Палец 17 через шаровой шарнир 31 и центральную верхнюю тягу 11 соединяют с верней осью 1 механизма навески трактора. Далее включают силовой гидроцилиндр 3. При выдвижении штока 5 рычаг 7 штока 5 через отъемный палец 12 поворачивает левый подъемный рычаг 9, а вместе с ним на верхней оси 1 - полый вал 8 с правым подъемным рычагом 10.
Подъемные рычаги 9 и 10 через левый и правый раскосы 22 и 23, поворачиваясь на оси 1, поднимают тяги 20 и 21 вместе с шарниром 30 и 32. При полном транспортном положении навешанного орудия ограничительными цепями 25 и 26 ограничивают боковые смещения от продольно-вертикальной плоскости симметрии агрегата и навешенного орудия в пределах ±2 см.
При транспортировке навешенного орудия динамические нагрузки возникают при переездах через неровности, передаются на раму трактора только через амортизатор 14 в верхней тяге 11.
Кинематические исследования рычажно-шарнирного четырехзвенного механизма навески для соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой агрегатируемого трактора показывают, что рама навесного орудия наклоняется к горизонту под углом и высота шарниров 30 и 32 над уровнем поля составляет h3 , а задняя часть рамы, например, восьмикорпусного плуга ПНИ-8-35 над поверхностью поля или дороги превышает высоту кабины трактора К-701М и составляет 3,5 м. В транспортном положении рама плуга не должна превышать высоту h1. Для этого механизатор включает гидроприводы 33 нижних тяг 20 и 21.
При втягивании штоков гидроприводов 33 телескопические части тяг 20 и 21 вместе с шарнирами 30 и 32 перемещаются в направлении оси 2.
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ раме (ковшу, стрелам, колоннам) навешанных орудий придают угол , добиваясь высоты h1 шарниров 30 и 32 над поверхностью площадки.
При срезке почвы и грунта придают гидроприводами 33 ножам планировщика угол сдвига, т.е. одна из тяг, например 20, имеет максимальную длину, а нижняя тяга 21 - минимальную. Общий ход штоков в гидроприводах 33 составляет S1+S 2, и равен ходу штоков (см. фиг.4).
Описанная конструкция рычажно-шарнирного четырехзвенного механизма навески трактора сельскохозяйственного назначения обеспечивает повышение эксплуатационной надежности, повышает срок службы шаровых шарниров в тягах и снижает динамические нагрузки на ходовую часть трактора, а также расширяет функциональные возможности и перечень выполняемых технологических возможностей.
При выполнении технического процесса навешенным орудием, например плугом для отвальной вспашки, гидроприводы 33 в левой и правой нижних тягах 22 и 21 гасят высокочастотные ударные нагрузки, способствуют устойчивому перемещению корпусов плуга на заданной глубине.
Класс A01B59/04 для машин с тракторной тягой или толкаемых трактором
