Трёхточечная навеска ( британский английский : three-point linkage ) — широко используемый тип навесного устройства для присоединения плугов и других орудий к сельскохозяйственному или промышленному трактору . [1] [2] Три точки напоминают либо треугольник, либо букву А. С инженерной точки зрения трёхточечное крепление является простейшим и единственным статически определимым способом жёсткого соединения двух тел.
Трехточечная сцепка крепит орудие к трактору таким образом, что ориентация орудия фиксируется по отношению к трактору и положению рычага сцепки. Трактор несет часть или весь вес орудия. Другим основным механизмом для прикрепления груза является дышло , одноточечное, поворотное крепление, где орудие или прицеп не находится в фиксированном положении по отношению к трактору.
Основным преимуществом трехточечной системы навески является передача веса и сопротивления орудия на ведущие колеса трактора . Это дает трактору более полезную тягу , чем она могла бы иметь в противном случае, учитывая ту же мощность , вес и расход топлива . Например, когда Ford 9N представил трехточечную конструкцию навески Гарри Фергюсона для американских тракторов серийного производства в 1939 году, это был легкий и доступный трактор, конкурирующий в основном с пропашными тракторами, такими как Farmalls , которые еще не имели трехточечных навесок. При весе 2500 фунтов (1,1 т) 9N мог вспахать более 12 акров (4,9 гектара) за обычный день, таща два 14-дюймовых (360 мм) плуга, [3] превосходя тяговые характеристики более тяжелой и более дорогой модели Farmall F-30. [3] Удобство и простота навески с тех пор сделали ее отраслевым стандартом.
Трехточечная навеска состоит из нескольких компонентов, работающих вместе. К ним относятся гидравлическая система трактора, точки крепления, подъемные рычаги и стабилизаторы.
Трехточечные навески состоят из трех подвижных рычагов. Два нижних рычага — подъемные рычаги навески — 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. Каждый рычаг имеет навесное устройство для присоединения орудий к навеске.
Каждая сцепка имеет отверстия для крепления орудий, а орудие имеет стойки, которые проходят через отверстия. Орудие закрепляется путем установки штифта на концы стоек.
Подъемные рычаги сцепки приводятся в действие собственной гидравлической системой трактора. Гидравлическая система управляется оператором, и обычно доступны различные настройки. Механизм управления тягой часто присутствует в современных трехточечных системах сцепки. Тяга орудия, величина силы, которая требуется для его вытягивания, определяется на верхней тяге, 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 как N (узкие). Они используют размеры штифтов указанной категории, но ширину категории на одну ступень ниже. Варианты N распространены в «быстрых сцепках» и позволяют более крупным тракторам легко цеплять более мелкие утилитарные орудия.
До 1940-х годов большинство прицепных сельскохозяйственных орудий к тракторам выполнялось просто с помощью дышла , по тому же принципу, что и современная сцепка . Дышло представляло собой плоский брус с отверстиями, а орудия представляли собой прицепы с дышлами, которые крепились к дышлу штифтом через отверстие. Основная причина, по которой это была идея сцепки по умолчанию, заключается в том, что это было естественным продолжением времен конных орудий, которые буксировались как прицепы лошадью или упряжкой (и часто имели сиденье оператора). Фактически, в течение десятилетий во время механизации сельского хозяйства в Европе и Северной Америке, поскольку тракторы постепенно заменяли лошадей во все большей степени, существующие орудия эпохи лошадей часто были тем, что тянул трактор. Буксировка с помощью дышла является хорошей, практичной системой для многих целей, и она продолжает использоваться даже сегодня, но трехточечная навеска превосходит ее по нескольким параметрам (описанным 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 не принадлежала ему, но он руководил ее популяризацией в течение многих лет разработки, объяснения и продажи. В течение десятилетия с 1916 по 1926 год он развивал свои идеи с помощью различных итераций, дуплексных и триплексных, механических и гидравлических, чтобы прийти к запатентованной форме. В течение следующего десятилетия он продолжал объяснять и продавать свои навески и орудия и даже выпустил собственную модель трактора в сотрудничестве с David Brown Ltd. через Ferguson-Brown Company . Особая геометрия навески, которая крепила плуг к трактору, позволяла силам, создаваемым плугом, применяться к задним колесам трактора. Это перенаправило сопротивление плуга в 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 и наносил меньший ущерб почве по сравнению с другими тракторами того времени, и он мог производить заданные объемы работы с меньшими затратами времени и топлива. Гидравлически управляемая и контролируемая трехточечная навеска использовала тягу навесного орудия для регулирования глубины орудия и, следовательно, нагрузки на трактор (автоматический контроль глубины или контроль тяги). Кроме того, трехточечная навеска предотвращала переворот трактора назад на ведущих колесах, если волочащееся орудие натыкалось на камень или другое неподвижное препятствие. Фергюсон и его коллеги разработали несколько инноваций для этого устройства (например, гидравлический подъем 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, которые выпускались серийно Ford, Фергюсон наконец убедил Ford. Американский массовый дебют состоялся через Ford-Ferguson 9N в 1939 году.
Система Ferguson, как ее называли, была не просто улучшенной сцепкой, а скорее сцепкой плюс целой линейкой орудий, специально созданных для полного использования ее преимуществ. В 1940-х годах она была настолько выгодной и популярной, что другие производители были вынуждены придумать конкурирующие улучшения сцепок, которые также можно было бы представить как запатентованные «системы» с по крайней мере некоторыми из особенностей системы Ferguson (такими как быстрое, легкое сцепка и расцепка, подъем и опускание орудий, управляемые с сиденья трактора, и рассмотрение трактора и орудия как единого целого, а не как сочлененной пары). Таким образом, International Harvester разработала свою Fast Hitch и начала рекламировать идею «сельского хозяйства с системой Farmall», а Allis-Chalmers представила свою Snap-Coupler, которая позволяла оператору прицеплять и отцеплять орудия, не покидая своего места. Аналогичным образом JI Case разработала свою Eagle Hitch, и по похожему пути пошли в John Deere . Некоторые из этих систем с одноточечной или двухточечной сцепкой не очень хорошо подходили для подъема тяжелых орудий. Они также представляли проблему несовместимости между марками тракторов и орудий, оказывая давление в сторону привязки к поставщику, что возмущало многих фермеров. В 1950-х и 1960-х годах фермерам часто приходилось покупать орудия той же марки, что и их трактор, чтобы иметь возможность правильно или с наилучшей эффективностью подсоединить орудие. Если фермеру требовалось использовать орудие другой марки, иногда требовался комплект адаптации, который обычно был неуклюжим, плохо подходящим или небезопасным. Давление в сторону привязки к поставщику было обоюдоострым лезвием для продавцов. Это было преимуществом в тех случаях, когда это поощряло продажу орудий (например, фермер решил купить не только трактор, но и новые орудия для замены старых, сделав ставку на повышенную производительность, чтобы окупить затраты), но это было недостатком в той степени, в которой фермеры не видели ценности в специальной новой сцепке, если они не могли позволить себе также купить новые орудия, чтобы в полной мере использовать их, или чувствовали себя неловко из-за покупки новых орудий, когда у них уже были существующие орудия, которые все еще были пригодны к использованию. Фергюсон часто сталкивался с последней проблемой в Великобритании и Ирландии в 1920-х и 1930-х годах, и это также относилось к фирменным сцепкам конкурентов 1940-х и 1950-х годов.
В 1960-х годах, когда истек срок действия патентов на технологию, производители тракторов и орудий согласились на трехточечное сцепное устройство как на единую стандартную, взаимозаменяемую, полнофункциональную систему для присоединения орудий к тракторам. С появлением статуса непатентованной собственности производители смогли усовершенствовать систему и создать полезные модификации. Теперь почти все производители приняли некоторую стандартизированную [1] форму современной трехточечной системы сцепки; многие компании также предлагают безопасные комплекты адаптации для преобразования нестандартных систем сцепки в трехточечную систему сцепки.
