RU188088U1

RU188088U1 - Рама почвообрабатывающего орудия

Info

Publication number: RU188088U1
Application number: RU2018141069U
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Григорьев; Сергей Евгеньевич Галкин; Андрей Николаевич Калачев; Игорь Иванович Терехин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт им. П.И. Снегирева"
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2019-03-28

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям, а например - многокорпусным плугам общего назначения. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности и долговечности работы устройства за счет повышения жесткости несущего бруса и его сопротивляемости разнонаправленным изгибающим, вибрационным и динамическим нагрузкам. Решение технической задачи заключается в том, что в раме почвообрабатывающего орудия, содержащей соединенные между собой брусья, один из которых является несущим, снабжен кронштейнами для установки рабочих органов и выполнен из трубчатого профиля, а по его концам расположены торцевые пластины, причем вдоль несущего бруса на всю его длину размещен соединенный с ним дополнительный брус меньшего диаметра, дополнительный брус размещен внутри несущего и выполнен из дисперстно армированной бетонной смести. В верхней части несущего бруса может быть выполнен временный люк для заливки в полость несущего бруса дисперсно армированной бетонной смеси. В качестве дисперсно армированной бетонной смеси может быть использована стеклофибробетонная смесь. Такое выполнение рамы почвообрабатывающего орудия позволяет существенно повысить технико-экономические показатели рамы почвообрабатывающего орудия за счет повышения прочностных характеристик несущего бруса при его работе на изгиб, при воздействии вибрационной и динамической нагрузки, при этом позволяет уменьшить затраты на изготовление за счет снижения стоимости материалов и уменьшения трудоемкости изготовления. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям, а именно - к многокорпусным плугам общего назначения для работы в различных почвенно-климатических условиях.

Известен аналог к предлагаемому техническому решению - рама почвообрабатывающего орудия - плуга навесного усиленного ПНУ-8х40, производства компании ОАО «Светлоградагромаш», информация о котором представлена в сети Интернет по адресу http://www.svetagromash.ru/plugi-navesnye/pny-8x40p.html, содержащая соединенные между собой в треугольник поперечный, продольный и диагональный брусья, на диагональном, несущем брусе по его длине установлены кронштейны П-образного сечения для крепления стоек плужных корпусов, жестко соединенные с брусом пластинами, расположенными на его верхней и нижней гранях, причем над диагональным брусом размещен посредством стоек - стальных полос, дополнительный брус. Брусья выполнены из трубы прямоугольного сечения.

Недостатком аналога является невысокая жесткость рамы для работы на больших нагрузках. Соединяющие дополнительный брус и диагональный брус стальные полосы вместе с несущим диагональным брусом обладают определенной жесткостью в основном только в плоскости, проходящей через диагональный и дополнительный брусья, однако в процессе вспашки почвы рама, особенно ее консольная часть, испытывает изгибающие нагрузки в разных плоскостях, а также крутильные нагрузки, что приводит к деформациям рамы, снижает ее эксплуатационную надежность. Кроме того, наличие над диагональном брусом надстройки в виде дополнительного бруса и связей, делает конструкцию громоздкой, утяжеляет ее, что ухудшает эксплуатационные качества, в процессе работы снижается стабильность положения корпусов плуга.

Еще одним недостатком конструкции является то, что вся нагрузка от рабочих органов воспринимается диагональным брусом через кронштейны, а дополнительный же брус воспринимает нагрузку опосредованно, через связи (полосы), что не обеспечивает раме плуга работу как единой жесткой конструкции.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению (прототипом) является рама почвообрабатывающего орудия, а именно - плуга (см. патент на полезную модель №174972 по кл. А01В 15/14), содержащая соединенные между собой в треугольник поперечный, продольный и диагональный брусья, один из которых, диагональный, является несущим и снабжен кронштейнами для крепления рабочих органов. Несущий брус выполнен трубчатого профиля, из квадратной трубы, снабжен кронштейнами для установки рабочих органов, а по его концам расположены торцевые пластины, причем вдоль несущего бруса на всю его длину размещен соединенный с ним дополнительный брус меньшего диаметра в виде коробчатой трубы, прикрепленный к несущему брусу стойками из отрезков швеллера.

Недостатком прототипа является недостаточная, для работы на больших нагрузках, жесткость рамы. Во время работы плуга при вспашке сухих твердых почв по причине значительных величин реакции почвы происходит скручивание и изгибание несущего бруса, особенно его консольной части, в результате чего плуг становится неработоспособным. Это обусловлено тем, что нагрузки с плужных корпусов передаются сначала только на диагональный брус и только затем- на стойки, соединяющие его к дополнительному брусу. Соединяющие дополнительный брус и диагональный брус стойки обладают определенной жесткостью, но при наличии больших изгибающих и крутильных нагрузок на раму в процессе вспашки сухих и твердых почв этого оказывается недостаточным, деформации несущего бруса приводят к снижению стабильности положения корпусов плуга. Опыт эксплуатации данной рамы землеобрабатывающего орудия в разных регионах страны показал, что в результате воздействия высоких изгибающих нагрузок на раму происходит отрыв стоек, соединяющих дополнительный брус с несущим.

Кроме того, у известного устройства усиление диагонального (несущего) бруса происходит лишь в одной плоскости, в которой располагается как несущий, так и дополнительный брус, при том, что изгибающие нагрузки, воздействующие на раму плуга, действуют в разных направления. Таким образом в известном устройстве не обеспечивается сопротивляемость нагрузкам во всех направлениях, то есть равнопрочность конструкции несущего бруса.

Недостатком конструкции является также ее громоздкость, выражающаяся в надстройке над несущим брусом в виде дополнительного бруса и ряда стоек, сложность транспортирования из-за увеличения габаритов, а также ухудшение внешнего вида устройства.

Для эффективной и надежной работы рамы почвообрабатывающего орудия необходимо повысить жесткость сечения несущего бруса и его способность сопротивлению изгибающим нагрузкам во всех направлениях, а система: диагональный и дополнительный брус должна работать как единая цельная и жесткая конструкция.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности рамы почвообрабатывающего орудия за счет повышения жесткости несущего бруса и его сопротивляемости разнонаправленным изгибающим и скручивающим воздействиям, а также вибрационным и динамическим (ударным) нагрузкам.

Это достигается тем, что в раме почвообрабатывающего орудия, содержащей соединенные между собой брусья, один из которых является несущим, снабжен кронштейнами для установки рабочих органов и выполнен из трубчатого профиля, а по его концам расположены торцевые пластины, причем вдоль несущего бруса на всю его длину размещен соединенный с ним дополнительный брус меньшего диаметра, отличающаяся тем, что дополнительный брус размещен в полости несущего бруса, соединен с ним по всей внутренней поверхности бруса и выполнен из дисперсно армированной бетонной смеси.

В верхней части несущего бруса может быть выполнен временный люк для заливки в его внутреннюю полость дисперсно армированной бетонной смеси.

В качестве дисперсно армированной бетонной смеси может быть использована стеклофибробетонная смесь.

Размещение дополнительного бруса в полости несущего бруса, соединение его со всей его внутренней поверхностью, обеспечивает надежную и жесткую связь несущего и дополнительного брусьев, и их совместную работу в процессе эксплуатации устройства. Выполнение дополнительного бруса из дисперсно армированной бетонной смеси обеспечивает плотное прилегание формируемого дополнительного бруса к внутренней поверхности несущего бруса за счет хорошей адгезии бетона и металла. Применение дисперсно армированной бетонной смеси обеспечивает высокие значения прочностных характеристик формируемого дополнительного бруса, так как каждый фиброэлемент бетонной смеси имеет прочностные характеристики, сопоставимые с характеристиками высокопрочной стальной арматуры. Малые размеры фибр придают бетонной смеси текучесть и пластичность, что позволяет беспрепятственно и полностью заполнить полость несущего бруса.

Выполнение в верхней части несущего бруса временного люка позволяет осуществить заполнение полости бруса дисперсной бетонной смесью в смонтированном ее положении на раме почвообрабатывающего орудия, то есть в сборе.

Использование в качестве дисперсно армированной бетонной смеси стеклофибробетонную смесь позволяет значительно облегчить вес несущего бруса и улучшить технико-экономические характеристики конструкции. Учитывая, что дисперсно армированный бетонный брус обладает сам по себе высокими прочностными характеристиками при работе на изгиб, на вибрационную и ударную нагрузку, а также высокой прочностью на сжатие, то совместная работа дополнительного бруса с несущим стальным брусом позволяет создать высокопрочную и жесткую систему: несущий брус- дополнительный брус, которая способная выдержать деформирующие нагрузки, действующие на несущий брус во всех направлениях.

На фиг. 1 изображен вид рамы сверху.

На фиг. 2 изображен продольный разрез несущего бруса.

На фиг. 3 изображен вид «А-А» по фиг. 2;

Рама почвообрабатываюющего орудия (см. фиг. 1) содержит соединенные между собой в треугольник поперечный 1, продольный 2 и диагональный, несущий 3 брусья. На поперечный брус 1 приварен кронштейн 4 для крепления рамы почвообрабатывающего орудия к зацепному устройству трактора (не показан на чертеже). Диагональный, несущий брус 3 может иметь (как один из вариантов исполнения конструкции) в задней части консольный участок 5. На диагональном брусе 3 установлены кронштейны 6 для крепления рабочих органов, например - стоек плужных корпусов. Кронштейны 6 соединены пластинами 7, расположенными на верхней и нижней гранях диагонального бруса 3. По концам несущего бруса 3 установлены торцевые пластины 8.

Полость несущего бруса 3 через временный люк 9 в верхней части несущего бруса, заполняется дисперсно армированной бетонной смесью 10, преимущественно стеклофибробетонной смесью.

Если несущий брус 3 еще не смонтирован в раму, то заполнять его полость дисперсно армированной смесью можно через один из его торцов. Для чего временно демонтируют с одного конца бруса торцевую пластину 8, брус 3 поднимают и устанавливают в вертикальное положение. В открытый торец несущего бруса заливают дисперсно армированную бетонную смесь 10. После этого устанавливают торцевую пластину 8. Несущий брус 3 опускают в горизонтальное положение. Отверждение дисперсно армированной бетонной смеси 10 происходит в течении нескольких дней, после чего несущий брус 3 монтируют в раму почвообрабатывающего орудия.

Пример осуществления устройства

Несущий брус 3 выполнен из квадратной стальной трубы 16×16 см и толщиной стенки 6 мм. Длину несущего бруса условно принимаем 6 метров. Объем внутренней полости несущего бруса составляет 0, 12 м³ или 120 литров. Этот объем полости несущего бруса полностью заполняем стеклофибробетонной смесью 10, которую можно заказать на бетонном узле или заводе ЖБИ, а также изготовить самостоятельно в сборочном цехе предприятия по производству почвообрабатывающего оборудования. Для этого приобретаются по отдельности компонеты смеси, а именно: цемент, стеклофибра, песок. Для обеспечения повышенной пластичности могут использоваться также пластифицирующие добавки. Смесь загружается в бетономешалку, перемешивают с добавлением воды и через несколько минут готовую смесь можно заливать в несущий брус 3.

Как известно, неармированный бетон недостаточно хорошо воспринимает изгибающие и растягивающие нагрузки, но на сжатие выдерживает большие нагрузки. Дисперсно армированный бетон лишен этого недостатка обычного бетона, причем при равной несущей способности не только с бетонными но и с железобетонными конструкциями имеет в 5-6 раз меньшую массу и в 2-3 раза меньшую стоимость, что оправдывает его применение для создания несущего бруса.

Основные технические характеристики стеклофибробетона:

- плотность от 1700 до 2250 кг/м³;

- прочность при сжатии от 490 до 840 кг/см²;

- предел прочности на растяжение при изгибе от 210 до 320 кг/см²

По сравнению с прототипом, при равных весовых характеристиках, стоимость дополнительного бруса из стеклофибробетонной смеси примерно в 20 раз дешевле по стоимости используемых материалов и примерно во столько же раз меньше по трудоемкости изготовления.

При этом прочностные характеристики системы: стальной несущий брус - фибробетонный дополнительный брус обеспечивают высокую сопротивляемость всем видам действующих на раму нагрузкам.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что при реализации полезной модели поставленная задача: повышение надежности работы почвообрабатывающего орудия за счет повышения сопротивления изгибающим напряжениям, достигаемая созданием жесткой, цельной и высокопрочной системы: несущий брус - дополнительный брус, решена, а заявленный технический результат - повышение эксплуатационной надежности и долговечности работы устройства - достигнут.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле полезной модели признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области сельскохозяйственного машиностроения и предназначен для использования в качестве силовых рам почвообрабатывающих орудий, например плугов.

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость», согласно существующим в законодательстве требованиям.

Claims

Рама почвообрабатывающего орудия, содержащая соединенные между собой брусья, один из которых является несущим, снабжен кронштейнами для установки рабочих органов и выполнен из трубчатого профиля, а по его концам расположены торцевые пластины, причем вдоль несущего бруса на всю его длину размещен соединенный с ним дополнительный брус меньшего диаметра, отличающаяся тем, что дополнительный брус расположен внутри несущего бруса и выполнен из стеклофибробетонной смеси.