СФЕРИЧЕСКИЙ ДИСК ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к машинным технологиям почвообработки и, в частности, к технологии, где используются дисковые бороны и лущильники, в которых диск является рабочим органом, выполнен сферическим и размещен на отдельной стойке или на общем валу.
Известны сферические диски для почвообрабатывающего орудия.
1
2
Так диск по патенту №46620 А01В 7/00 от 04.03.2006 г. выполнен ⌀560 мм, при толщине 6 мм с твердостью 48÷52 HRC и при толщине 8 мм с твердостью 39÷41 HRC. При этом радиус сферы R равен 635 мм, а заточка выполнена под углом 30° к оси вращения. Диск может быть выполнен по периметру или без вырезов, или с полукруглыми вырезами с радиусом R=47,5 мм. На диске выполнено 6 отверстий для крепления болтов, расположенных под углом 5° 30'±30' к оси вращения, при этом отверстия расположены по окружности с радиусом R=60 мм.
Недостатком такого диска является то, что вырезы на диске выполнены полукруглыми. Полукруглые вырезы, по углу трения по пожнивным остаткам меньше значения углов трения стеблей пожнивных остатков по материалу лезвия выреза, а потому вырез диска толкает стебли впереди себя и сгруживает их на поверхности почвы. При качении диска вырез диска перекатывается по радиусу выреза через стебли и резание осуществляется, в основном, давлением лезвия выреза на стебли пожнивных остатков. Скольжения лезвия выреза по стеблям не происходит, что приводит к передавливанию, излому, смятию и недорезам стеблей. Это ухудшает и качество крошения почвы, и измельчение пожнивных остатков, особенно высокостебельных культур, например, таких как кукуруза и подсолнечник. В итоге снижается эффективность и последующих обработок почвы, включая и посев культур.
Известен диск по заявке №49-31763 МКИ А01В 33/08, НКИ IA 161.21, УДК 631.316 (088.8) от 17.01.68 Япония, Заявитель: Нисибэ Мицубиси Ноки Хамбай К.Н.
Недостатком диска также является плохое защемление пожнивных остатков и, как следствие, плохое их перерезание. Крупные пожнивные остатки мешают и посеву культур, чем снижают урожайность.
Известен диск по а.с. СССР №934929, А01В 23/00 (прототип) от 10.12.80.
Диск выполнен сферическим, с V-образными вырезами, расположенными по периферии с равными интервалами и имеющими режущие кромки. С целью улучшения качества обработки, одна режущая кромка каждого V-образного выреза расположена радиально, а другая - к первой под углом, величина которого не меньше угла трения пожнивных остатков по материалу рабочего органа.
Недостатком является то, что вторая режущая кромка диска, расположенная под углом к первой, с величиной угла не меньше угла трения пожнивных
остатков, перерезает пожнивные остатки, в основном, за счет давящего действия, что приводит к недорезам стеблей. Неизмельченные пожнивные остатки мешают заделке семян в почву. Недорез стеблей происходит не только за счет того, что составляющая часть резания стебля со скольжением режущей кромки выреза недостаточна, но и за счет изначально плохого защемления стебля угловой частью выреза. Эти недостатки ухудшают также и качество крошения почвы.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение вышеуказанного недостатка.
В результате достижения цели получен технический результат, заключающийся в улучшении измельчения пожнивных остатков и особенно крупностебельных. Улучшено качество крошения почвы.
Технический результат достигается тем, что сферический диск диаметром 250÷800 мм и толщиной 3,5÷12 мм, снабжен по периметру вырезами с углом раствора выреза 60÷90°, ориентированного в сторону центра диска, причем одна часть выреза, до его вершины выполнена радиально по прямой линии, или по радиусу 30÷90 мм, вершина выреза выполнена по радиусу 20÷60 мм, а другая часть выреза, сопрягаясь с радиусом вершины, выполнена по прямой линии, совпадающей по направлению с углом раствора выреза на расстояние, равное длине стороны равнобедренного треугольника, образованной прямой радиальной линией угла раствора от первой части выреза и вершиной угла раствора, и далее прямая линия второй части выреза переходит в кривую линию и сопрягается с наружным диаметром диска. Кривая линия может быть выполнена, например, по циклоиде. Глубина выреза составляет 30÷90 мм, а угол заострения лезвия диска 10÷30°.
Более подробно сущность полезной модели будет описана ниже.
На фиг.1 представлен схематический чертеж сферического диска бороны.
На фиг.2 представлена схема резания стебля.
1
2
1
Диск по фиг.1 включает: осевое установочное отверстие 1, крепежные отверстия 2, угловые вырезы 3 с углом раствора выреза 60÷90°, ориентированных углом раствора в сторону центра диска. Одна сторона угла раствора выполнена радиально по прямой линии L или по радиусу 30÷90 мм. Вершина выреза А выполнена по радиусу 20÷60 мм, а другая часть выреза Lравна L, и как сторона равнобедренного треугольника сопрягается с радиусом вершины через угол раствора, выполнена по прямой и сопрягается с наружным диаметром диска D по кривой линии В, например, в виде циклоиды.
Работает диск следующим образом (см. фиг.2).
1
1
Диск имеет рабочее направление пассивного вращения - качения. Одновременно с качением диск имеет движение вперед, что показано стрелками «д» и «е» соответственно. Чтобы диск захватил и вдавил в почву стебель «с», находящийся на поверхности почвы, необходимо, чтобы часть выреза L (см. фиг.1) была выполнена по прямой, направленной по радиусу к центру диска (радиально), или по дуге внутрь диска с радиусом 30÷90 мм. Такое выполнение части L позволяет вырезу заглубиться в почву не перемещая стебель «с»
2
2
2
впереди себя по поверхности почвы, а поймать (защемить) (см. «а» фиг.2) и вдавить в почву стебель закругленной вершиной выреза. На этом работа закругленной вершины выреза заканчивается. Далее начинает работать плавно сопряженная с закругленной вершиной выреза часть L, которая имеет угол (см. фиг.1), величина которого не меньше угла трения стебля по материалу лезвия выреза части L. Такому требованию с учетом динамики вращения диска удовлетворяет заявляемый диапазон раствора угла (60÷90°). После того, как стебель вдавлен в почву и зафиксирован там, часть L начинает (см. «б» фиг.2) давить на стебель, перегибает и перерезает его. Резание стебля в это время происходит, в основном, давящим усилием без скольжения лезвия диска по стеблю. В процессе вращения и движения диска вперед такое резание все больше переходит в резание со скольжением лезвия по стеблю и далее, при достаточном давящем усилии, за счет кривизны лезвия части В (см. фиг.1), обеспечивается чистое резание стебля со скольжением (см. «в» фиг.2). Изменяя глубину выреза можно изготавливать диски для различных сорняков, а предлагаемый угол заточки лезвия одинаково эффективен для всех видов пожнивных остатков.
Таким образом, наличие конструктивных элементов в вырезе диска позволяет захватить и зафиксировать стебель в почве, обеспечить резание пожнивных остатков со скольжением. Наличие оптимальных соотношений между элементами, обеспечивающими форму выполнения выреза диска, позволяет осуществлять измельчение пожнивных остатков, в том числе и крупностебельных. Одновременно улучшается качество крошения почвы. Все это обеспечивает достижение технического результата, который в конечном итоге повышает урожайность возделываемых культур.
Полезная модель промышленно применима.