устройство для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины

Формула изобретения

1. Устройство для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины, содержащее брус, жестко закрепленный на раме, стойку рабочего орудия и элемент присоединения стойки к брусу, отличающееся тем, что на элементе присоединения или брусе выполнен паз, по меньшей мере один из участков которого имеет винтовую форму, а на брусе или элементе присоединения смонтировано звено, взаимодействующее с пазом для взаимозависимого продольного перемещения и поворота элемента присоединения относительно бруса, причем крайние положения звена в этом пазу соответствуют рабочему и транспортному положениям орудия.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент присоединения стойки к брусу снабжен стопором, взаимодействующим с пазом и выполненным с возможностью включения при транспортном положении стойки рабочего орудия.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что паз имеет профиль, обеспечивающий возможность изменения направления вращения элемента присоединения стойки при переходе от одного крайнего положения к другому на противоположное.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что паз имеет второй винтовой участок, при этом направление нарезки винтовых участков выполнено взаимно противоположным.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оснащено регулируемым упором, установленным на брусе с возможностью взаимодействия с элементом присоединения стойки.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что брус и элемент присоединения стойки выполнены в виде соосных сопрягаемых цилиндрических деталей, на одной из которых выполнен паз, а на другой размещен с возможностью взаимодействии с пазом палец.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профиль паза выполнен симметричным относительно продольной осевой плоскости бруса для орудий с двумя попеременно используемыми рабочими органами, при этом крайние точки паза соответствуют двум рабочим положениям орудия, а элемент присоединения стойки имеет возможность изменения направления поступательного движения на противоположное при переходе от одного к другому винтовому участку профиля.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что профиль паза имеет ответвление для фиксации орудия с двумя рабочими органами в транспортном положении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к средствам малой механизации для обработки почвы.

Известны устройства для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины, содержащие стойку орудия и элементы присоединения стойки к раме.

Известные устройства имеют значительную протяженность в поперечной или продольной плоскости машины.

Наиболее близким к изобретению является известное устройство для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины, включающее жестко закрепленный на раме брус, стойку орудия и элемент присоединения стойки к брусу с возможностью перемещения по нему [1]

С признаками заявляемого изобретения в известном устройстве совпадает брус, стойка орудия и (на уровне функционального обобщения) элемент присоединения стойки к брусу.

Известное устройство имеет значительную протяженность в продольной плоскости машины.

Заявляемое изобретение направлено на расширение арсенала технических средств, предназначенных для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины, а также на повышение их компактности.

Предлагаемое устройство для установки орудий на раме сельскохозяйственной машины содержит брус, жестко закрепленный на раме, стойку орудия и элемент присоединения стойки к брусу, при этом на элементе присоединения или брусе выполнен паз, по меньшей мере один из участков которого имеет винтовую форму, а на брусе или элементе присоединения смонтировано звено, взаимодействующее с пазом для взаимозависимого продольного перемещения и поворота элемента присоединения относительно бруса, причем крайние положения звена в этом пазу соответствуют рабочему и транспортному положениям орудия.

Отличительными от наиболее близкого аналога признаками в заявляемом изобретении являются наличие паза с участком винтовой формы и взаимодействующего с этим пазом звена.

Предлагаемое выполнение устройства обеспечивает, без приложения усилий со стороны оператора, заглубление орудия в грунт при движении машины в рабочем направлении и выглубление при движении машины в противоположном направлении, при этом происходит винтовое движение стойки орудия. Перемещение стойки из положения, когда орудие свободно лежит на грунте, в нерабочее (транспортное) положение и обратно оператор осуществляет вручную, при этом возможна реализация различных законов движения стойки путем выбора профиля паза и, тем самым, выбор необходимых при ручном управлении движений оператора. Удерживание орудия в рабочем положении обеспечивается за счет сил сопротивления движению орудия в грунте.

В конкретных формах выполнения устройства обеспечиваются, кроме того, следующие технические результаты.

Устройство может быть оснащено стопором, взаимодействующим с пазом и выполненным с возможностью включения при транспортном положении стойки орудия. Эти признаки обеспечивают удерживание орудия в нерабочем положении, при этом угол поворота стойки орудия вокруг оси бруса имеет наименьшую величину, перевод орудия из нерабочего в рабочее положение осуществляется после отключения стопора за счет момента силы тяжести стойки с орудием, а взаимодействие стопора с пазом обеспечивает упрощение конструкции.

Паз может быть выполнен с профилем, обеспечивающим возможность изменения направления вращения элемента присоединения стойки при переходе от одного крайнего положения к другому на противоположное. Этот признак обеспечивает удерживание орудия в нерабочем положении за счет момента силы тяжести стойки с орудием, при этом угол поворота стойки вокруг оси бруса может быть выбран небольшим, а вращающий момент, прилагаемый оператором при переводе орудия из рабочего в нерабочее положение и обратно, имеет одно и то же направление.

Совместно с признаком, характеризующим возможность изменения направления вращения элемента присоединения стойки при переходе от одного крайнего положения к другому на противоположное, паз может иметь второй винтовой участок, при этом направление нарезки винтовых участков выполнено взаимно противоположным. Такое выполнение паза расширяет возможность выбора необходимых при ручном управлении движений оператора.

В устройство может быть введен регулируемый упор, установленный на брусе с возможностью взаимодействия с элементом присоединения стойки. Этот признак обеспечивает регулирование рабочего положения орудия путем выбора конечного положения элемента присоединения стойки.

Брус и элемент присоединения стойки могут быть выполнены в виде соосных сопрягаемых цилиндрических деталей, на одной из которых выполнен паз, а на другой размещен с возможностью взаимодействия с пазом палец. Такое выполнение обеспечивает наибольшую компактность механизма.

Профиль паза может быть выполнен симметричным относительно продольной осевой плоскости бруса для орудий с двумя попеременно используемыми рабочими органами, при этом крайние точки паза соответствуют двум рабочим положениям орудия, а элемент присоединения стойки имеет возможность изменения направления поступательного движения на противоположное при переходе от одного ко второму винтовому участку профиля. Такое выполненное профиля паза обеспечивает возможность установки орудий с двумя попеременно используемыми рабочими органами, например плуга с правооборачивающим и левооборачивающим корпусами.

Симметричный относительно продольной осевой плоскости бруса профиль паза может быть выполнен с ответвлением для фиксации орудия с двумя рабочими органами в транспортном положении. Этот признак обеспечивает удерживание орудия в нерабочем положении за счет момента силы тяжести, без применения стопорных устройств.

На фиг. 1 показана сельскохозяйственная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 развертка поверхности бруса с пазом, показанного на фиг. 2, 3; на фиг. 5 пример выполнения устройства со стопором; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7, 8 развертка поверхности бруса с пазом, варианты выполнения; на фиг. 9 - то же, что фиг. 2, для варианта выполнения паза, показанного на фиг. 8; на фиг. 10, 11 развертка поверхности бруса с пазом, варианты выполнения с винтовой нарезкой на втором участке; на фиг. 12 установка регулятора рабочего положения орудия; на фиг. 13 оборотный плуг с двумя попеременно используемыми корпусами в первом рабочем положении, вид спереди; на фиг. 14 - то же, во втором рабочем положении; на фиг. 15 развертка поверхности бруса с пазом для орудий с двумя попеременно используемыми рабочими органами; на фиг. 16 то же, что фиг. 13, в нерабочем положении; на фиг. 17 то же, что фиг. 15, вариант выполнения паза с ответвлением.

Сельскохозяйственная машина содержит мотоблок 1, заднюю ходовую тележку 2 и соединяющую их раму 3 (фиг. 1). На раме 3 имеется цилиндрический брус 4, с которым подвижно сопрягается втулка 5 с закрепленным на ней пальцем 6, взаимодействующим с профильным пазом 7 на брусе 4 (фиг. 2, 3). Стойка 8, на которой установлено рабочее орудие плуг 9, соединена со втулкой 5, и вертикальное положение стойки 8 соответствует рабочему положению плуга. Втулка 5 служит элементом присоединения стойки 8 к брусу 4. Паз 7 на брусе 4 выполнен винтовым с углом подъема (фиг. 4), и фаза v соответствует рабочему положению плуга, а фаза v₁ нерабочему (транспортному). Текущее значение фазы _i ..

При рабочем ходе с заглубленным в грунт плугом машина движется вперед (направление показано на фиг. 1 стрелкой), при этом сила сопротивления движению плуга в грунте направлена в обратную сторону и удерживает втулку 5 с пальцем 6 в фазе ..

При обратном ходе машины сила сопротивления движению плуга в грунте также меняет свое направление, и происходит перемещение машины назад относительно плуга 9, которое преобразуется в винтовое движение втулки 5 из фазы в направлении фазы v₁ (по часовой стрелке на фиг. 2), что приводит к повороту стойки 8 из рабочего положения и выглублению плуга.

Для перевода плуга из рабочего в нерабочее положение перемещают машину назад до выглубления плуга, после чего поворачивают стойку 8 вручную (нажатием ноги на верхний конец стойки) до положения, соответствующего фазе ₁ (положение стойки 8 и втулки 5, соответствующее фазе ₁), показано штрих-пунктирной линией на фиг. 2, 3). В нерабочем положении момент силы тяжести стойки с плугом относительно оси бруса (момент направлен по часовой стрелке на фиг. 2) удерживает стойку в фазе ₁..

Для перевода плуга из нерабочего в рабочее положение поворачивают вручную стойку 8 до касания плугом грунта (против часовой стрелки на фиг. 2), затем включают передний ход машины. Момент силы тяжести стойки с плугом относительно оси бруса направлен при этом в сторону заглубления плуга (против часовой стрелки на фиг. 2), а по мере заглубления проявляется воздействие силы сопротивления движению плуга в грунте перемещение машины вперед относительно плуга 9, преобразуемое в винтовое движение втулки 5 в направление фазы , что создает вращающий момент, под действием которого плуг заглубляется и принимает рабочее положение.

Таким образом, заглубление и выглубление плуга происходит без приложения усилий со стороны оператора, соответственно при переднем и заднем ходе машины.

В примере выполнения, показанном на фиг. 5, 6, во втулке 5 взамен неподвижного пальца 6 установлен подвижный подпружиненный палец 10, а в пазу 7 на брусе выполнено углубление 11 в фазе нерабочего положения плуга. Палец 10 оснащен ручкой 12. Палец 10 и углубление 11 выполняют функцию стопора, включенное положение которого соответствует нерабочему положению плуга 9, а во всех других фазах палец 10 обеспечивает кинематическую связь втулки 5 с пазом 7.

При переводе плуга в нерабочее положение стопор включается автоматически за счет захода пальца 10 под действием пружины в углубление 11. Так как при этом центр тяжести стойки с орудием не переходит через вертикальную осевую плоскость бруса, то момент силы тяжести остается направленным в сторону рабочего положения плуга, и для возврата плуга в рабочее положение вытягивают палец 10 за ручку 12 из углубления 11, после чего плуг сам опускается на грунт (фиг. 5 нерабочее положение стойки 8 показано сплошной линией, а рабочее штрих-пунктирной).

Таким образом, при выполнении устройства со стопором оператор прилегает к стойке вращающий момент или силу только в одном направлении, и угол поворота стойки оператором может быть выбран небольшим. Кроме того, совмещение пальцем 10 функций звена кинематической пары брус-втулка и элемента стопора обеспечивает упрощение конструкции.

Палец 10 может быть установлен не взамен, а в дополнение к пальцу 6, тогда углубление 11 не выполняют, а палец 10 устанавливают на втулке 5 с отставанием по фазе относительно пальца 6 на угол поворота стойки из рабочего в нерабочее положение. В этом случае конец паза 7 в фазе v выполняет функцию элемента стопора стопор включается, когда палец 10 попадает в этот конец паза.

В примере выполнения, показанном на фиг. 7, паз 7 выполнен винтовым только на участке заглубления-выглубления плуга между фазами v и v₂, а участок паза между фазами ₂ и ₁, где стойку поворачивают вручную, выполнен в плоскости, перпендикулярной оси бруса (угол подъема паза равен нулю). Брус 4 в этом случае имеет меньшую длину, чем в примере на фиг. 4.

В примере выполнения, показанном на фиг. 8, 9, паз 7 выполнен винтовым на участке между фазами и v₃, а участок паза между фазами ₃ и ₄ выполнен в плоскости, перпендикулярной оси бруса, при этом нерабочему положению орудия соответствует фаза ₄, соблюдается неравенство

₃>₄> (1)

и момент силы тяжести имеет одно направление при всех положениях стойки орудия. Направление вращения стойки 8 при перемещении ее из одного крайнего положения в другое изменяется в фазе ₃ на противоположное.

При переводе плуга в нерабочее положение стойку 8 после выхода плуга из грунта поворачивают вручную в положение, соответствующее фазе ₃ (по часовой стрелке на фиг. 9), после чего стойка под действием только момента силы тяжести поворачивается в положение, соответствующее фазе ₄ (против часовой стрелки на фиг. 9).

При возврате плуга в рабочее положение стойку 8 поворачивают вручную в положение, соответствующее фазе ₃ (по часовой стрелке на фиг. 9), затем незначительно перемещают по винтовой траектории по направлению к фазе , после чего дальнейшее движение стойки до касания плугом грунта обеспечивается действием только момента силы тяжести (против часовой стрелки на фиг. 9).

При таком выполнении оператору достаточно прилагать к стойке вращающий момент только в одном направлении (по часовой стрелке на фиг. 9) и силу в направлении от мотоблока 1 к задней ходовой тележке 2.

В примере выполнения, показанном на фиг. 10, паз 7 выполнен винтовым на участке заглубления-выглубления плуга между фазами v и ₂ и на участке между фазами ₃ и ₄, направление нарезки на этих участках взаимно противоположно, и соблюдается неравенство

₂<₃<₄> (2)

На участке между фазами ₂ и ₃ паз выполнен в плоскости, перпендикулярной оси бруса.

При переводе плуга в нерабочее положение, как и в предыдущем примере (фиг. 8, 9), стойку после выхода плуга из грунта поворачивают вручную в положение, соответствующее фазе ₃, но затем кратковременно прилагают к стойке усилие, направленное вперед (от заданной ходовой тележки 2 к мотоблоку 1), и под действием этого усилия и момента силы тяжести стойка начнет движение по винтовой траектории к фазе ₄, после чего дальнейшее движение в нерабочее положение происходит под действием только момента силы тяжести.

При возврате плуга в рабочее положение, как и в предыдущем примере (фиг. 8, 9), стойку 8 поворачивают вручную в положение, соответствующее фазе ₃, но затем прекращают внешнее воздействие, и дальнейшее движение на участке ₃-₂ и далее до касания плугом грунта обеспечивается действием момента силы тяжести.

Таким образом, оператору достаточно прилагать к стойке вращающий момент только в одном направлении и силу в направлении от задней ходовой тележки 2 к мотоблоку 1.

Если же первый винтовой участок паза выполнить между фазами и ₃, т.е. исключить участок паза в плоскости, перпендикулярной оси бруса, то оператору достаточно прилагать к стойке силу в направлении от задней тележки 2 к мотоблоку 1 для перевода плуга в нерабочее положение и в противоположном направлении для возврата в рабочее положение.

В примере выполнения, показанном на фиг. 11, паз 7 содержит первый винтовой участок между фазами и ₆ и второй, и третий винтовые участки между фазами ₆и ₄, ₆и ₅,, при этом направление нарезки на втором и третьем участках противоположно направлению нарезки на первом участке, первый и третий участки соединены между собой четвертым участком, выполненным между фазами ₇и ₅ в плоскости, перпендикулярной оси бруса, и соблюдается неравенство

₅>₆>₄> (3)

В данном примере контуры третьего и четвертого участков частично перекрываются, поэтому одна кромка паза, примыкающего к фазе ₅, соответствует третьему участку, а другая четвертому.

Действия оператора здесь те же, что и в предыдущем примере. Из фазы ₅ палец 6 движется к фазе ₄, если к стойке 8 пpилагают усилие, направленное вперед (от задней тележки 2 к мотоблоку 1), и к фазе ₇ при отсутствии воздействий со стороны оператора, только под действием момента силы тяжести. В фазе ₇ палец 6 находится на первом участке паза, поэтому дальнейшее движение до касания плугом грунта обеспечивается моментом силы тяжести.

В примере выполнения, показанном на фиг. 12, втулка 5 оснащена упором 13, а на раме установлен кронштейн 14 с винтом 15.

Рабочее положение плуга определяется положением винта 15, хвостовик которого, взаимодействуя с упором 13, ограничивает перемещение втулки 5 по направлению к фазе ..

При необходимости изменения положения плуга в поперечной плоскости машины вворачивают или выворачивают винт 15, вследствие чего плуг перемещается по дуге окружности с центром на оси бруса.

Винт 15 может быть также установлен с возможностью взаимодействия непосредственно с торцовой поверхностью втулки 5.

В варианте выполнения устройства, показанном на фиг. 13-16, сельскохозяйственная машина оснащена оборотным плугом с двумя попеременно используемыми рабочими органами правооборачивающим и левооборачивающим плужным корпусами 18 и 19, установленными на стойках 16 и 17. Рабочее положение корпуса 18 (вид спереди) показано на фиг. 13, а корпуса 19 на фиг. 14. Паз 7 на брусе 4 (фиг. 15) выполнен с двумя винтовыми участками со взаимно противоположными направлениями нарезки, профиль паза симметричен относительно продольной осевой плоскости бруса. Первый винтовой участок расположен между фазами и ₂, и фаза соответствует рабочему положению корпуса 18. Второй винтовой участок расположен между фазами v₈ и ₉, и фаза ₈ соответствует рабочему положению корпуса 19. Участок паза между фазами ₂ и ₉ выполнен в плоскости, перпендикулярной оси бруса.

При рабочем ходе машины с заглубленным в грунт плужным корпусом 18 (19) подвижная система (стойки с корпусом) удерживается в фазе (₈) под действием силы и вращающего момента, создаваемых реакцией грунта, а также момента силы тяжести подвижной системы.

Для замены корпуса 18 корпусом 19 кратковременно (до выглубления корпуса 18) перемещают машины назад, после чего поворачивают стойки (по часовой стрелке на фиг. 13) до касания грунта корпусом 19, затем вновь включают передний ход машины. Момент силы тяжести подвижной системы относительно оси бруса направлен в сторону заглубления корпуса 19 (по часовой стрелке на фиг. 14). По мере заглубления проявляется воздействие силы сопротивления движению плуга перемещение машины вперед относительно плуга, преобразуемое в винтовое движение втулки 5 в направлении фазы ₈, что создает вращающий момент, под действием которого корпус 19 принимает рабочее положение.

Обратную замену корпусов производят аналогично.

При необходимости удерживания обоих корпусов 18 и 19 в нерабочем положении устройство дополняют стопором (см. фиг. 5), включенное положение которого соответствует фазе ₁₀ (фиг. 15). Нерабочее положение корпусов в фазе показано на фиг. 16.

В примере выполнения устройства для орудий с двумя попеременно используемыми рабочими органами, показанном на фиг. 17, паз 7 на брусе 4 в фазе ₁₁ на участке между фазами ₂ и ₉ имеет соответственно ₁₁-₁₀,, причем момент силы тяжести подвижной системы в фазе ₁₁ имеет то же направление, что и в фазе , и соблюдается неравенство

v₁₁>₁₀>. (4)

При переводе орудия в нерабочее положение после выхода корпуса 18 (19) из грунта поворачивают стойки вручную в положение, соответствующее фазе ₁₁,, затем кратковременно прилагают к стойкам усилие, направленное вперед (от задней тележки 2 к мотоблоку 1), и под воздействием этого усилия и момента силы тяжести подвижная система начинает перемещаться по винтовой траектории от фазы ₁₁ к фазе ₁₀, после чего дальнейшее движение к фазе ₁₀ и удерживание в нерабочем положении происходит под действием только момента силы тяжести.

При последующем переводе в рабочее положение корпуса 18 поворачивают стойки вручную в положение, соответствующее фазе ₁₁, затем прекращают внешнее воздействие, и под действием момента силы тяжести происходит дальнейшее движение до касания корпусом 18 грунта. Если же в рабочее положение необходимо перевести корпус 19, то продолжают поворачивать стойки вручную в том же направлении, что и между фазами ₁₀ и ₁₁, в сторону фазы ₉..

На фиг. 17 штрих-пунктирной линией показано второе ответвление, выполненное симметрично первому, что позволяет оператору выбирать любое из двух нерабочих положений орудия.

Изложенными примерами не исчерпываются возможные формы выполнения устройства и варианты размещения элемента присоединения стойки. Например, паз может быть выполнен на внутренней или наружной поверхности втулки 5, а сопряженное с пазом звено неподвижно установлено на брусе 4 или раме 3 (см. И. И. Артоболевский. Механизмы в современной технике. Том IV. Кулачковые и фрикционные механизмы. Механизмы с гибкими звеньями. М. "Наука", 1975, с. 60); вместо паза может быть выполнен профиль в виде ребра, а сопряженное с этим ребром звено оснащено пазом или двумя роликами (там же, стр. 48, 49); элемент присоединения стойки может быть смещен в плане в сторону от рабочего положения орудия и т.д.