Тракторға қосымша құралдарды орнату тірегі

Кіріспе

Тракторларға құралдарды қосуға арналған тіркеме. Үш нүктелі тіркеме (британдық ағылшын тілінде: three point linkage) – егіс машиналарын және басқа құралдарды ауыл шаруашылығы немесе өнеркәсіптік тракторларға бекітуге кеңінен қолданылатын тіркеме түрі. Үш нүкте үшбұрыш немесе әрпі А сияқты көрінеді. Инженерлік тұрғыдан алғанда, үш нүктелі бекіту екі денені қатаң байланыстырудың ең қарапайым және статикалық тұрғыдан анықталатын жалғыз тәсілі болып табылады. Үш нүктелі тіркеме құралды тракторға осылайша бекітеді, құралдың бағыты тракторға және тіркеме құрылғысының орналасуына қатысты бекітіледі. Трактор құралдың салмағының бір бөлігін немесе барлығын көтереді. Жүктені бекітудің тағы бір негізгі механизмі – бір нүктелі, айналмалы бекітпе, онда құрал немесе тіркеме тракторға қатысты белгілі бір позицияда болмайды. Үш нүктелі тіркеме жүйесінің басты артықшылығы – құралдың салмағы мен қарсылығын трактордың жетек дөңгелектеріне беру. Бұл тракторға оның қуаты, салмағы және жанармай шығыны ескерілгенде, көбірек тарту күшін береді. Мысалы, 1939 жылы Ford 9N Гарри Фергюсонның үш нүктелі тіркеме дизайнын американдық өндіріс модельдерінің тракторларына енгізгенде, ол Farmalls сияқты қатарлы егін тракторларымен басты бәсекелес болды, оларда әлі үш нүктелі тіркемелер болмаған. 9N, екі аралы тіркемемен жұмыс істегенде, бір күнде Farmall F 30 моделінен ауыр және қымбат болса да, көбірек жыртуға қабілетті болды. Бұл тіркеменің пайдалылығы мен қарапайымдылығы оны өнеркәсіп стандарты етіп бекітті.

Құралымдары

Үш нүктелі тіреуіш бірнеше құрамдас бөліктердің бірлесіп жұмыс істеуінен құралған. Оларға трактордың гидравликалық жүйесі, бекіту нүктелері, көтеру қолдары және тұрақтандырғыштар кіреді. Үш нүктелі тіреуіш үш жылжымалы қолдан тұрады. Екі төменгі қол – гидравликалық жүйемен басқарылатын көтеру қолдары – қолдарды көтеру, түсіру және тіпті еңкейтуді қамтамасыз етеді. Жоғарғы ортаңғы қол – жоғарғы буын деп аталады – жылжымалы, бірақ көбінесе трактордың гидравликалық жүйесімен қуаттандырылмайды. Әр қолда құралдарды қосуға арналған бекіту құрылғысы бар. Әр тіреуіште құралдарды бекітуге арналған тесіктер болады, ал құралдың осы тесіктерге кіретін тіректері болады. Құрал тіректердің ұштарына штифт орнату арқылы бекітіледі. Көтеру қолдары трактордың өзінің гидравликалық жүйесімен қозғалады. Гидравликалық жүйені оператор басқарады және әдетте түрлі параметрлер қол жетімді. Қазіргі заманғы үш нүктелі тіреуіш жүйелерінде көбінесе жүктеме бақылау механизмі болады. Құралдың жүктемесі, оны тартуға кеткен күш мөлшері жоғарғы буында сезіледі және гидравликалық жүйе жүктеме артқанда қолдарды автоматты түрде сәл көтереді, ал жүктеме азайғанда – төмендетеді.

Тарих

1940 жылдарға дейін ауыл шаруашылығы құралдарын тракторларға қосудың көп бөлігі қазіргі заманғы тіркемелер сияқты, жай ғана тартқыш арқылы жасалатын. Тартқыш – бұрыштарында тесіктері бар жалпақ тақташа, ал құралдар тіркемелер болып табылады, олар тіркемеге тесік арқылы бекітілетін тілшесімен жалғастырылады. Осы әдеттегі қосу тәсілінің басты себебі – бұл жылқылармен тартылған құралдардың табиғи жалғасы еді, олар жылқы немесе командамен тіркеме ретінде тартылып, көбінесе оператор отыратын орнымен жабдықталады. Шындығында, Еуропа мен Солтүстік Америкада ауыл шаруашылығын механизациялау кезеңінде, тракторлар жылқыларды бірте-бірте ығыстырған сайын, жылқы дәуірінен қалған құралдар көбінесе тракторлармен тартылды. Тартқышпен тарту – көптеген жағдайларда жақсы және практикалық жүйе, ол бүгінгі күнге дейін қолданылып келеді, бірақ үш нүктелі тіркеме одан бірнеше артықшылықтарымен басып өтеді (төменде сипатталған). Гарри Фергюсон 1926 жылы Ұлыбританияда ауыл шаруашылығы тракторлары үшін үш нүктелі байланысқа патент алды. Ол ұзақ жылдар бойы араны тракторға берік бекітудің маңыздылығын қадағалап келді. Бұл идея оған тиесілі емес еді, бірақ ол көп жылдық дамыту, түсіндіру және сату арқылы оны танымал етуге жетекшілік етті. 1916-1926 жылдар аралығында ол өз идеяларын түрлі нұсқаларда – дуплекс және триплекс, механикалық және гидравликалық түрлендірулер арқылы жетілдіріп, патенттелген түріне жетті. Келесі онжылдықта ол өз тіркемелерін және құралдарын түсіндіріп, сатуын жалғастырды, тіпті Фергюсон Браун компаниясы арқылы Дэвид Браун Лтд. компаниясымен бірлесіп, трактордың өзінің моделін жасады. Араны тракторға жалғаудың ерекше геометриясы араның күштерін трактордың артқы дөңгелектеріне бағыттап, оларды арттыруға мүмкіндік берді. Бұл араның қарсылығын қозғалтқыш дөңгелектеріне төмен қарай бағыттап, Фергюсон тракторының бұрынғы тракторларға қарағанда жеңіл және маневрлі болуына мүмкіндік берді. Нәтижесінде оның тракторы жұмсақ топырақта жұмыс істей алды және сол кездегі басқа тракторларға қарағанда топыраққа аз зиян келтірді, сонымен қатар аз уақыт пен отынмен белгілі бір көлемде жұмыс істей алды. Гидравликалық түрде басқарылатын үш нүктелі тіркеме орнатылған құралдың тарту күшін пайдаланып, құралдың тереңдігін және осылайша тракторға түсетін жүктемені реттеді (автоматты тереңдік немесе тартуды басқару). Сонымен қатар, үш нүктелі тіркеме трактордың қозғалтқыш дөңгелектерінде артқа қарай аударылып кетуіне жол бермейді, егер сүйретілетін құрал тасқа немесе басқа жылжымайтын кедергіге соқтығысса. Фергюсон және оның әріптестері осы құрылғыға бірнеше жаңалықтарды енгізді (мысалы, гидравликалық көтеру және тереңдікті басқару), бұл жүйені жұмыс істеуге жарамды, тиімді және қажетті етті. 1938 жылы Генри Фордты Фергюсонның жүйесін Фордтың сериялық өндірістегі тракторларында пайдалануға көндіруге екі онжылдыққа жуық уақыт кеткеннен кейін Фергюсон Фордты ақыры сендірді. Американдық нарықтағы дебют 1939 жылы Ford Ferguson 9N моделі арқылы жасалды. Фергюсон жүйесі, оның артықшылықтарын толық пайдалану үшін арнайы жасалған құралдардың толық жиынтығынан тұратын, жақсартылған тіркеме ғана емес еді. 1940 жылдары бұл жүйе өте тиімді және танымал болғандықтан, басқа өндірушілер Фергюсон жүйесінің кем дегенде кейбір ерекшеліктерін ұсынатын бәсекелес тіркемелерді жақсартуға мәжбүр болды (мысалы, жылдам және оңай қосу және ажырату, трактордан басқарылатын құралды көтеру және түсіру, трактор мен құралды бірлік ретінде қарастыру). Осылайша International Harvester Fast Hitch-ті жасады және "Farmall жүйесімен егін шаруашылығы" деген ұғымды жарнамалай бастады, ал Allis Chalmers оператордың орнынан түспей-ақ құралдарды қосуға және ажыратуға мүмкіндік беретін Snap Coupler-ті ұсынды. JI Case Eagle Hitch-ті әзірледі, ал John Deere компаниясында да осыған ұқсас тәсіл қолданылды. Бір немесе екі нүктелі тіркемелер бар бұл жүйелердің кейбірі ауыр құралдарды көтеруге қолайлы емес еді. Олар сондай-ақ тракторлар мен құралдардың маркалары арасындағы үйлесімсіздік проблемасын тудырды, бұл көптеген фермерлерді ренжітті. 1950-1960 жылдары фермерлер көбінесе құралды дұрыс қосу немесе тиімді пайдалану үшін тракторымен бірдей маркадағы құралдарды сатып алуға мәжбүр болды. Егер фермерге басқа маркадағы құралды пайдалану қажет болса, көбінесе ұқыпсыз, дұрыс келмейтін немесе қауіпсіз емес адаптация жиынтығы қажет болатын. Сатушыларды бекітуге жасалған қысым екі жақты қылыш болды. Бұл құралдарды сатуға ынталандырған жағдайларда артықшылық болды (мысалы, фермер тек трактор ғана емес, ескі құралдарын ауыстыру үшін жаңа құралдарды да сатып алуға шешім қабылдады, өнімділікті арттыру арқылы шығындарды өтеуге үміттенеді), бірақ фермерлер жаңа құралдарды сатып ала алмаса немесе оларды сатып алуға қауіптенсе, жаңа тіркеменің құнына қанағаттанбаған жағдайларда кемшілік болды. Фергюсон 1920-1930 жылдары Ұлыбритания мен Ирландияда осы мәселеге жиі тап болды, және бұл 1940-1950 жылдардағы бәсекелес тіркемелерге де қатысты. 1960 жылдары технологияға қатысты патенттер мерзімі біткеннен кейін трактор және құрал өндірушілері үш нүктелі тіркемені тракторларға құралдарды қосу үшін бірыңғай стандартты, өзара алмастырылатын, толық функционалды жүйе ретінде келісті. Патенттік емес мәртебеге қол жеткізгеннен кейін өндірушілер жүйені жетілдіріп, пайдалы модификацияларды жасауға мүмкіндік алды. Қазірдің күнінде дерлік барлық өндірушілер қазіргі заманғы үш нүктелі тіркеме жүйесінің кейбір стандартталған нысанын қабылдады; көптеген компаниялар сондай-ақ стандарт емес тіркеме жүйелерін үш нүктелі тіркеме жүйесіне түрлендіруге арналған қауіпсіз адаптация жиынтығын ұсынады.

Before the 1940s, most hitching of farm implements to tractors was done simply with a drawbar, on the same principle as a modern tow hitch. The drawbar was a flat bar with holes in it, and the implements were trailers, with tongues that attached to the drawbar with a pin through a hole. The main reason why this was the default hitching idea is that it was the natural follow on from the days of horse drawn implements, which were towed as trailers by the horse or team (and often had an operator's seat). In fact, for decades during the mechanisation of agriculture in Europe and North America, as tractors gradually replaced horses in increasing degrees, existing implements from the horse era were often what the tractor pulled. Towing with a drawbar is a good, practical system for many purposes, and it has continued to be used even up to today, but the three point hitch outperforms it in several ways (described below). Harry Ferguson patented the three point linkage for agricultural tractors in Britain in 1926. He had long been a champion of the importance of rigid attachment of the plough to the tractor. The idea did not originate with him, but he led its popularization over many years of development, explaining, and selling. During the decade of 1916 to 1926 he developed his ideas through various iterations, duplex and triplex, mechanical and hydraulic, to arrive at the patented form. During the next decade, he continued explaining and selling his hitches and implements and even produced his own model of tractor in cooperation with David Brown Ltd. via the Ferguson Brown Company. The particular geometry of the linkage that attached the plough to the tractor enabled forces generated by the plough to be applied to the rear wheels of the tractor. This redirected the plough's resistance into downward force on the drive wheels, which enabled Ferguson's tractor to be much lighter and more manoeuvrable than earlier models of farm tractor with equivalent tractive force and traction. As a result his tractor could operate on soft ground and caused less compacting damage to the soil in comparison with other tractors of the time, and it could produce given amounts of work with less time and fuel. The hydraulically operated and controlled three point hitch used the draft of the mounted tool to moderate the depth of the tool and therefore the load on the tractor (automatic depth control or draft control). In addition, the three point hitch would prevent the tractor from flipping backwards on the drive wheels if the implement being dragged were to hit a rock or other immovable obstruction. Ferguson and his colleagues developed several innovations to this device (e. g., the hydraulic lift and depth control) which made the system workable, effective, and desirable. In 1938, after almost two decades of trying to sell Henry Ford on using Ferguson's system on tractors mass produced by Ford, Ferguson finally convinced Ford. The American mass market debut was via the Ford Ferguson 9N in 1939. The Ferguson system, as it was called, was not just an improved hitch but rather the hitch plus an entire line of implements purpose built to make full use of its advantages. During the 1940s, it was so advantageous and popular that other manufacturers were compelled to come up with competing hitch improvements that could also be pitched as proprietary "systems" with at least some of the features of the Ferguson system (such as quick, easy hitching and unhitching, implement raising and lowering controlled from the tractor seat, and treating the tractor and implement as a unit rather than an articulated pair). Thus, International Harvester developed its Fast Hitch and began to advertise the notion of "farming with the Farmall system" and Allis Chalmers introduced its Snap Coupler which allowed the operator to hook and unhook implements without leaving the operator's seat. Likewise, JI Case developed its Eagle Hitch, and similar path was followed at John Deere. Some of these systems, with one point or two point hitching, were not well suited to lifting heavy implements. They also presented the problem of incompatibility between brands of tractors and implements, applying pressure toward vendor lock in that many farmers resented. During the 1950s and 1960s, farmers often would have to purchase the same brand implements as their tractor to be able to hook up the implement correctly or to best effect. If a farmer needed to use a different brand of implement, an adaptation kit—which were typically clumsy, ill fitting, or unsafe—was sometimes needed. The pressure toward vendor lock in was a two edged blade for the salespeople. It was an advantage in cases where it encouraged the sale of implements (e. g., a farmer decided to purchase not just a tractor but also new implements to replace his old ones, betting on increased productivity to make it worth the cost), but it was a disadvantage to the extent that farmers did not see the value in a special new hitch if they could not afford also to buy new implements to make full use of it or felt uneasy about buying new implements when they already had existing implements that were still usable. Ferguson often faced the latter problem in the UK and Ireland in the 1920s and 1930s, and it also applied to the competitors' proprietary hitches of the 1940s and 1950s. In the 1960s, as patents on the technology expired, tractor and implement manufacturers agreed on the three point hitch as the one standard, interchangeable, full featured system to hitch implements to tractors. With the advent of nonproprietary status, the manufacturers were able to refine the system and create useful modifications. Now, nearly all manufacturers have adopted some standardised form of the modern three point hitch system; many companies also offer safe adaptation kits for converting the non standard hitch systems to the three point hitch system.