Трехточечная сцепка ( британский английский : трехточечная навеска ) — широко используемый тип сцепки для крепления плугов и других орудий к сельскохозяйственному или промышленному трактору . [1] [2] Три точки напоминают то ли треугольник, то ли букву А. С инженерной точки зрения трехточечное крепление — это самый простой и единственный статически определенный способ жесткого соединения двух тел.
Трехточечная навеска прикрепляет орудие к трактору таким образом, что ориентация орудия фиксируется относительно трактора и положения рычага сцепки. Трактор несет на себе часть или весь вес орудия. Другим основным механизмом крепления груза является дышло , одноточечное поворотное приспособление, в котором орудие или прицеп не находится в фиксированном положении по отношению к трактору.
Основное преимущество системы трехточечной навески заключается в передаче веса и сопротивления орудия на ведущие колеса трактора . Это дает трактору большую тягу , чем он мог бы иметь при той же мощности , весе и расходе топлива . Например, когда в 1939 году Ford 9N представил на американских серийных тракторах трехточечную навеску Гарри Фергюсона , это был легкий и доступный трактор, конкурирующий главным образом с пропашными тракторами, такими как Farmalls , у которых еще не было трехточечной навески. точечные зацепки. При весе 2500 фунтов (1,1 т) модель 9N могла вспахать более 12 акров (4,9 га) за обычный день, буксируя два 14-дюймовых (360 мм) плуга, [3] превосходя тяговые характеристики более тяжелого и дорогого Farmall F. -30 модель. [3] Удобство и простота сцепного устройства с тех пор сделали его отраслевым стандартом.
Трехточечная навеска состоит из нескольких компонентов, работающих вместе. К ним относятся гидравлическая система трактора, точки крепления, подъемные рычаги и стабилизаторы.
Трехточечная сцепка состоит из трех подвижных рычагов. Два нижних рычага — подъемные рычаги сцепки — управляются гидравлической системой и обеспечивают подъем, опускание и даже наклон рычагов. Верхний центральный рычаг, называемый верхней тягой, подвижен, но обычно не приводится в действие гидравлической системой трактора. На каждом рычаге имеется приспособление для крепления навесного оборудования к сцепке.
Каждое сцепное устройство имеет отверстия для крепления навесного оборудования, а на орудии есть стойки, которые проходят через отверстия. Орудие фиксируется путем установки штифтов на концах стоек.
Подъемные рычаги сцепки приводятся в действие собственной гидравлической системой трактора. Гидравлическая система управляется оператором, и обычно доступны различные настройки. Механизм регулирования тяги часто присутствует в современных трехточечных системах навески. Тяга орудия, величина силы, которая требуется для его тяги, измеряется верхней тягой, и гидравлическая система автоматически слегка поднимает рычаги, когда тяга увеличивается, и опускает рычаги, когда тяга уменьшается.
Существует пять различных размеров сцепок, называемых категориями. Сцепки более высокой категории имеют более прочные подъемные рычаги и более крупные соединительные штифты. [2]
Существуют также варианты вышеуказанных категорий, обозначенные буквой N (узкий). В них используются размеры выводов указанной категории, но ширина категории на ступень ниже. Варианты N распространены в «быстрых сцепках» и позволяют более крупным тракторам легко подключаться к меньшему вспомогательному оборудованию.
До 1940-х годов большая часть прицепления сельскохозяйственных орудий к тракторам производилась просто с помощью дышла по тому же принципу, что и современное прицепное устройство . Дышло представляло собой плоскую планку с отверстиями, а орудия — прицепы с язычками, которые крепились к дышлу штифтом через отверстие. Основная причина, по которой эта идея сцепки использовалась по умолчанию, заключается в том, что это было естественным продолжением времен конных орудий, которые буксировались как прицепы лошадью или упряжкой (и часто имели место оператора). Фактически, на протяжении десятилетий в ходе механизации сельского хозяйства в Европе и Северной Америке, когда тракторы постепенно заменяли лошадей, существующие орудия эпохи лошадей часто были тем, что тянул трактор. Буксировка с помощью дышла — хорошая и практичная система для многих целей, и ее продолжают использовать и по сей день, но трехточечная сцепка превосходит ее по нескольким параметрам (описано ниже).
Гарри Фергюсон запатентовал трехточечную навеску для сельскохозяйственных тракторов в Великобритании в 1926 году. Он долгое время был сторонником важности жесткого крепления плуга к трактору. Идея возникла не у него, но он руководил ее популяризацией на протяжении многих лет разработки, объяснения и продажи. В течение десятилетия с 1916 по 1926 год он развивал свои идеи посредством различных итераций, дуплексных и триплексных, механических и гидравлических, чтобы прийти к запатентованной форме. В течение следующего десятилетия он продолжал объяснять и продавать свои сцепные устройства и навесное оборудование и даже произвел свою собственную модель трактора в сотрудничестве с David Brown Ltd. через компанию Ferguson-Brown . Особая геометрия рычажного механизма, соединяющего плуг с трактором, позволяла передавать силы, создаваемые плугом, на задние колеса трактора. Это перенаправило сопротивление плуга на направленную вниз силу на ведущие колеса, что позволило трактору Фергюсона быть намного легче и маневреннее, чем более ранние модели сельскохозяйственных тракторов с эквивалентной тяговой силой и тягой . В результате его трактор мог работать на мягком грунте, наносить меньший ущерб при уплотнении почвы по сравнению с другими тракторами того времени, а также производить заданные объемы работы с меньшими затратами времени и топлива. Трехточечная навеска с гидравлическим управлением и управлением использовала тягу навесного орудия для регулирования глубины установки орудия и, следовательно, нагрузки на трактор (автоматический контроль глубины или контроль тяги). Кроме того, трехточечная навеска не позволит трактору перевернуться на ведущих колесах назад, если волочимое орудие столкнется с камнем или другим неподвижным препятствием. Фергюсон и его коллеги разработали несколько инноваций для этого устройства (например, гидравлический подъемник и контроль глубины), которые сделали систему работоспособной, эффективной и желательной. В 1938 году, после почти двух десятилетий попыток убедить Генри Форда использовать систему Фергюсона на тракторах, выпускаемых Ford серийно, Фергюсон наконец убедил Форда. Дебютом на массовом рынке Америки стал Ford-Ferguson 9N в 1939 году.
Система Фергюсона, как ее называли, представляла собой не просто улучшенную сцепку, а, скорее, сцепку плюс целую линейку орудий, специально созданных для полного использования ее преимуществ. В 1940-е годы она была настолько выгодна и популярна, что другие производители были вынуждены предлагать конкурирующие усовершенствования сцепки, которые также можно было позиционировать как запатентованные «системы», по крайней мере, с некоторыми характеристиками системы Фергюсона (такими как быстрая и легкая сцепка). и отцепление, управление подъемом и опусканием орудия с сиденья трактора и обращение с трактором и орудием как с единым целым, а не как сочлененной парой). Таким образом, компания International Harvester разработала свою систему Fast Hitch и начала рекламировать идею «сельского хозяйства с помощью системы Farmall», а Allis-Chalmers представила свое защелкивающееся соединение, которое позволяло оператору цеплять и отцеплять орудия, не покидая места оператора. Подобным же образом компания JI Case разработала свою систему Eagle Hitch, и по тому же пути пошла компания John Deere . Некоторые из этих систем с одноточечной или двухточечной навеской плохо подходили для подъема тяжелых орудий. Они также представили проблему несовместимости между марками тракторов и орудий, оказывая давление на привязку к поставщикам, что возмущало многих фермеров. В 1950-х и 1960-х годах фермерам часто приходилось приобретать орудия той же марки, что и их трактор, чтобы иметь возможность правильно или с максимальной эффективностью подсоединить орудие. Если фермеру нужно было использовать орудие другой марки, иногда требовался адаптационный комплект, который обычно был неуклюжим, плохо подходящим или небезопасным. Стремление к привязке к поставщикам было палкой о двух концах для продавцов. Это было преимуществом в тех случаях, когда оно поощряло продажу орудий (например, фермер решил приобрести не только трактор, но и новые орудия взамен старых, делая ставку на повышение производительности, чтобы оно окупилось), но недостаток в той степени, что фермеры не видели ценности в специальном новом сцепном устройстве, если они не могли себе позволить также купить новое орудие, чтобы в полной мере использовать его, или чувствовали себя некомфортно при покупке нового орудия, когда у них уже были существующие орудия, которые все еще можно было использовать. . Фергюсон часто сталкивался с последней проблемой в Великобритании и Ирландии в 1920-х и 1930-х годах, а также в отношении фирменных зацепок конкурентов 1940-х и 1950-х годов.
В 1960-х годах, когда истек срок действия патентов на эту технологию, производители тракторов и орудий согласились использовать трехточечную навеску как единую стандартную взаимозаменяемую полнофункциональную систему для присоединения орудий к тракторам. С появлением непатентованного статуса производители получили возможность дорабатывать систему и создавать полезные модификации. Сейчас почти все производители приняли некоторую стандартизированную [1] форму современной системы трехточечной навески; Многие компании также предлагают комплекты безопасной адаптации для переоборудования нестандартной системы навески на трехточечную систему навески.
