Рабочий орган почвообрабатывающей машины

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к конструкции рабочего органа почвообрабатывающих машин.
Уровень техники
Известен ротационный рабочий орган (патент РФ на изобретение №2319328, опубл. 20.03.2008), содержащий смонтированные на раме ступицы с закрепленной на них спиралью, на витках которой размещены зубья. В центре массы орудия расположен гидромотор-вибратор, имеющий привод от гидросистемы трактора и два дебаланса с возможностью вращения одного в вертикальной, а другого - в горизонтальной плоскости. Гидромотор-вибратор выполнен с возможностью регулировки частоты вращения дебалансов посредством дросселя-расходомера из кабины трактора при движении и амплитуды вибрации изменением массы радиуса установки дебалансов.
Недостатком известного ротационного рабочего органа является его большая энергоемкость, обусловленная наличием гидромотора-вибратора.
Известна секция ротационной бороны конструкции Буркова Л.Н. (патент РФ на изобретение №2262218, опубл. 20.10.2005), рабочий орган которой выполнен в виде шарнирно-посаженного на ось многолопастного диска. Каждая последующая лопасть отогнута в противоположную сторону относительно предыдущей на угол 15-25 градусов относительно вертикали. Диски расположены последовательно, параллельными рядами, в шахматном порядке, причем один ряд относительно предыдущего расположен на раме с перекрытием дисков. Оси каждого диска жестко закреплены на П-образной рамке и снабжены на обоих концах шарнирами. П-образная рамка каждого диска снабжена пружинами и установлена на раме секции с возможностью- перемещения в вертикальной плоскости для обеспечения копирования неровностей поверхности поля на одну треть от максимальной глубины обработки.
Недостатком известного рабочего органа секции ротационной бороны является относительно невысокое качество рыхления почвы, а также отсутствие возможности самоочищения рабочих органов в процессе работы.
Известен рабочий орган бороны-мотыги ротационной (патент РФ №111952 на полезную модель, опубл. 10.01.2012), который представляют собой диски, закрепленные на противоположных концах ориентированного по направлению движения плеча с разных его сторон, плечо закреплено на выгнутой штанге, крепящейся противоположным концом на прицепной раме через шарнирное соединение и пружинный элемент. На дисках жестко с помощью болтового соединения закреплены клиновидные зубья. Каждый зуб выполнен с косым срезом с овальной поверхностью в сторону противоположную направлению движения и обеспечивает проведение борозды глубиной 3÷5 см.
Недостатком известного рабочего органа является относительное невысокое качество обработки почв.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, принятый автором за прототип, является рабочий орган ротационной бороны-мотыги (патент РФ №157459 на полезную модель, опубл. 10.12.2015), который представляют собой пары дисков на горизонтальных осях, при этом диски пары связаны с прицепной рамой и расположены один впереди другого каждый под свою борозду. Диски выполнены литыми вместе с зубьями, которые имеют игольчатую форму, причем игольчатые диски установлены на пружинной стойке.
Существенным недостатком этого рабочего органа является относительное невысокое качество обработки почв, обусловленное недостаточным копированием рельефа обрабатываемой почвы.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является создание надежного устройства, позволяющего качественно и эффективно с достаточной производительностью обрабатывать различные виды почв.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению качества обработки почвы, вследствие улучшения копирования рельефа обрабатываемой почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что рабочий орган почвообрабатывающей машины включает цельнолитые игольчатые диски, закрепленные на противоположных концах ориентированного по направлению движения кронштейна с разных его сторон, кронштейн закреплен на выгнутой стойке, крепящейся на раме почвообрабатывающей машины, причем рабочий орган дополнительно содержит защитную пружину, соединенную через поворотную ось с рамой почвообрабатывающей машины.
Зубья дисков могут быть выполнены дугообразными.
Для изменения степени воздействия на почву диски могут быть перевернуты изгибом зубьев вниз или изгибом вверх по направлению движения.
Рама для крепления стойки с дисками может быть выполнена прицепной или навесной.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид рабочего органа почвообрабатывающей машины.
На фигуре приняты следующие обозначения: рама 1, выгнутая стойка 2, кронштейн 3, подшипниковый узел 4, цельнолитой игольчатый диск 5, защитная пружина 6, поворотная ось 7.
Осуществление полезной модели
Рабочий орган почвообрабатывающей машины состоит из пары литых игольчатых дисков 5, расположенных с разных сторон кронштейна 3 один впереди другого каждый под свою борозду. Диски 5 вставлены в подшипниковые узлы 4 и зафиксированы на противоположных концах ориентированного по направлению движения кронштейна 3. Кронштейн 3 в свою очередь с помощью выгнутой стойки 2 соединен с рамой 1. Рабочий орган дополнительно содержит защитную пружину 6, соединенную через поворотную ось 7 с рамой 1 почвообрабатывающей машины. На поворотной оси 7 происходит поднятие дисков 5 в случае наезда на неровность (препятствие) рельефа обрабатываемой почвы.
Использование в рабочем органе выгнутых стоек 2 и защитных пружин 6 обеспечивает лучшее копирование рельефа обрабатываемой почвы, а также защиту конструктивных элементов рабочего органа от перегрузок.
Диски 5 выполнены цельнолитыми вместе с зубьями. Зубья (иглы) дисков 5 выполнены дугообразными, поэтому при вращении диска зуб входит в почву почти вертикально, что дает минимальный вынос влажной почвы на поверхность.
Литые игольчатые диски 5 изготовлены из легированной стали и имеют повышенный вес (12-14,5 кг при диаметре диска 550 мм и 16 зубьях-иголках). За счет большого веса и, соответственно, большого давления на почву, такой игольчатый диск при обработке почвы легко пробивает даже толстую (1,5-2,5 см) почвенную корку на тяжелых суглинистых почвах, а также может использоваться при обработке стерни с большим количеством растительных остатков. Преодоление большого количества растительных остатков и необработанная почва требует от агрегата повышенного веса и большого давления дисков на почву. Это особо важно при обработках вегетирующих растений на тяжелых почвах, при прямом (стерневом) севе и обработке стерни.
Рабочий орган почвообрабатывающей машины работает следующим образом.
Рабочий орган (стойка 2 с двумя литыми игольчатыми дисками 5) крепится на прицепную или навесную раму почвообрабатывающего орудия, которое прицепляется к трактору. Гидравликой трактора орудие с рабочими органами (игольчатыми дисками) опускается на обрабатываемую почву и начинает движение. Игольчатые зубья от соприкосновения с почвой вращаются и каждый зуб поочередно втыкается в почву, приводя к разрушению почвенной корки и рыхлению почвы.
Использование в рабочем органе выгнутых стоек 2 и защитных пружин 6 позволяет получить не только защиту игольчатых дисков 5 и ступичных узлов от перегрузок (при наезде на камень или другие предметы на поле диски 5 приподнимаются, а затем пружина возвращает их в рабочее положение), но и обеспечивает лучшее копирование рельефа почвы.
За счет большого веса литых игольчатых дисков и, соответственно, большого давления на почву, такие игольчатые диски легко пробивают толстую почвенную корку даже на тяжелых почвах, а также могут применяться при обработке стерни с большим количеством растительных остатков.
Дугообразная форма зубьев (игл) диска позволяет иметь незначительное повреждение вегетирующих растений (делая только проколы в почве).
Для увеличения степени воздействия на почву, например, при обработке стерни, диски могут быть перевернуты (изгибом зубьев вниз почвы), что значительно увеличивает степень рыхления почвы. Для изменения степени воздействия на почву диски также могут быть повернуты изгибом зубьев вверх по направлению движения.
Таким образом, использование рабочего органа почвообрабатывающей машины обеспечивает повышение качества обработки почвы, вследствие улучшения копирования рельефа почвы, а также защиту от перегрузок.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного рабочего органа в сельскохозяйственном машиностроении, который может быть использован для обработки почвы и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».