ДИСК ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ

Предлагаемая полезная модель предназначена для почвообрабатывающего орудия, а конкретнее, для дисковых борон, в которых используются сферические диски. Диски, в зависимости от диаметра и радиуса сферы, могут применяться в боронах, как при основной обработке почвы, так и при поверхностной обработке почвы, например, при бороновании и лущении пожнивных остатков.
Известны сферические диски используемые в дисковых боронах.
Диск по пат. РФ на полезную модель №59361, А01В, 7/00, от 15.05.2006 г., выполнен из стального листа изогнутого по сфере, с заточенной кромкой, с центрирующим отверстием и не более шестью отверстиями для крепежных болтов, размещенных по окружности с радиусом 60 мм. На диске имеется сферическое посадочное место, с внутренним радиусом сферы посадочного места диска, равным 635±10 мм и диаметром посадочного места не менее 130 мм.
Недостатком диска является то, что при малой его толщине, от боковых изгибающих нагрузок действующих на диск во время почвообработки диск ломается.
Увеличение прочности диска за счет его толщины, приводит к тому, что диск плохо заглубляется в почву, что в свою очередь приводит к плохому качеству почвообработки.
С целью лучшего заглубления такого диска, увеличивают вес бороны, что ведет к удорожанию бороны и к повышенному энергопотреблению при почвообработке.
Известен диск по пат. РФ на полезную модель №46620, А01В 7/00, от 04.03.2006 г. - прототип, выполненный из металлического листового материала, изогнутый по сфере и имеющий заточку по периметру.
Диск выполнен диаметром равным 560 мм и термообработан по всей поверхности до твердости 48...52 HRc при толщине 6 мм и до твердости 39...41 HRc при толщине 8 мм, при этом радиус сферы равен 635 мм, а заточка выполнена под углом 30° к оси вращения.
Диск выполнен по периметру без вырезов или с полукруглыми вырезами с радиусом 47,5 мм и снабжен не более шестью отверстиями для крепления болтов, расположенных под углом 5°30'±30' к оси вращения, при этом отверстия расположены по окружности с радиусом равным 60 мм.
Недостатком диска является то, что при толщине диска 6 мм, во время работы, от возникающих нагрузок, диск ломается. Заглубляемость диска на сухих почвах неудовлетворительная, что требует увеличения массы бороны.
Плохая заглубляемость дисков в почву приводит к плохому качеству почвообработки.
Утяжеление бороны приводит к повышенному сопротивлению бороны при буксировании ее во время работы и к повышенному расходу топлива трактора. Увеличенная металлоемкость бороны повышает цену бороны.
Техническим результатом предлагаемой модели является улучшение заглубляемости диска достигаемой за счет уменьшения толщины диска, что приводит к снижению веса бороны.
Хорошая заглубляемость диска обеспечивает хорошее качество почвообработки, а уменьшение веса бороны, обусловленное хорошей заглубляемостью дисков бороны, кроме снижения цены за счет меньшей массы металла в ней, приводит к облегчению буксирования ее во время работы и снижению энергетических затрат. Таким образом, борона становиться энергосберегающей.
Указанный технический результат достигается тем, что диск выполнен толщиной от 3 мм до 5 мм., термообработан полностью или частично, с вырезами или без них, снабжен с наружной и/или внутренней поверхности упрочняющими элементами выполненными, например, в виде части сферы, при этом упрочняющий элемент распространяется от центра к периферии диска не далее, чем до окружности, до которой диск заглубляется в почву при почвообработке.
Упрочняющие элементы могут быть выполнены разной конфигурации, например, в виде звезды, ребер жесткости выполненных, в виде лучей, колец и прочее и иметь одинаковую или разную толщину.
Упрочняющий элемент плавно сопрягается с поверхностью диска.
Упрочняющий элемент может быть выполнен совместно с диском, например, методом наплавки металла, сварки и прочее, или является отдельной деталью.
Упрочняющим элементом может являться и локальная закалка диска.
Более подробно сущность полезной модели будет описана ниже.
На фиг.1 представлен схематический чертеж предлагаемого сферического диска почвообрабатывающего орудия.
На фиг.2 представлен схематический чертеж рабочего органа дисковой бороны со сферическим диском.
Диск (см. фиг.1) состоит из собственно диска, выполненного из металлического листового метала 1, диаметром D, радиусом сферы R и толщиной 3-5 мм.
Диск снабжен вырезами 2, центрующим отверстием 3 и отверстиями для крепежных болтов 4.
С наружной поверхности диска 1 находится упрочняющий элемент 5, выполненный в виде части сферы радиус которой равен радиусу наружной поверхности диска 1 или меньше его (см. фиг.1-Б)
В упрочняющем элементе 5 (см. фиг.1-А) выполнены отверстия совпадающие с отверстиями 3 и 4 диска 1.
С внутренней поверхности диска 1, находится упрочняющий элемент 6, также в виде части сферы в которой выполнены отверстия совпадающие с отверстиями 3 и 4 диска 1.
Режущая кромка диска 1 имеет заточку.
Рабочий орган дисковой бороны (см. фиг.2) состоит из стойки 7 с поводком 8, которая при помощи проушин 9, крепится к подшипниковому узлу 10. Подшипниковый узел 10, через упрочняющий элемент 6, болтами 11, через отверстия 4 (см. фиг.1) жестко соединен с диском 1.
Работает диск следующим образом.
Примем вид почвообработки - лущение.
Этот вид почвообработки заключается в измельчении пожнивных остатков на поле с одновременным оборотом пласта почвы. Глубина почвообработки в этом случае составляет 10÷12 см.
Наиболее распространенными дисками являются диски диаметром 500÷660 мм. Для измельчения пожнивных остатков применяют вырезные диски, вид которого показан на фиг.1 (вид со стороны упрочняющего элемента 5). Вырезы диска 2 захватывают пожнивные остатки, вдавливают их в почву и перерезают их.
Известно, чем меньше площадь диска воздействующая вертикально на почву, тем больше удельное давление этого диска на почву и тем легче он заглубляется в нее.
Известно, что с уменьшением толщины диска, площадь диска воздействующая вертикально на почву уменьшается и диск легко заглубляется в почву.
Уменьшение диаметра диска приводит к тому же результату так как площадь воздействия диска на почву уменьшается, однако в этом случае будет меньше ширина борозды от диска и, следовательно, будет меньше ширина захвата почвообработки всей бороны.
Для всех видов почв, при диаметрах диска в пределах 500 мм до 660 мм, наиболее хорошо заглубляемой толщиной диска является толщина диска составляющая 3÷5 мм.
Однако, при таких толщинах диска, устойчивость диска к боковым изгибающим нагрузкам, возникающим из-за угла поворота диска (угла атаки) к направлению движения бороны, недостаточна и он ломается.
С целью устранения этого явления для тонкостенных дисков предлагается использовать упрочняющие элементы - накладки 5 и 6, как показано на фиг.1, которые повторяют сферу по фиг.1-А, или радиус их сферы меньше радиуса сферы диска 1 (см. фиг.1-Б). Диск 1 снабжен этими упрочняющими элементами - накладками с наружной и/или внутренней поверхности.
Чтобы упрочняющие элементы 5 и 6 не мешали почвообработке, они распространяются от центра к периферии диска не далее, чем до окружности, до которой диск заглубляется при почвообработке в почву. На фиг.1 показана буквой h.
Упрочняющие элементы могут иметь различное конструктивное исполнение.
Так, например, исполнение по фиг.1-Б, вид В представлено в виде звезды. Возможно исполнение в виде круга, кольца или лучевых ребер жесткости и иметь одинаковую или разную толщину. Возможны и другие варианты.
Конфигурация, когда детали 1 и 5 отдельны друг от друга и деталь 5 выполнены в виде круга с радиусом сферы меньше, чем радиус сферы диска 1, при работе диска 1 в почве заставляет диск 1 вибрировать, так как диск 1 и поддерживающая его деталь 5 подвижны друг относительно друга. Такой упрочняющий элемент 5 выполняет роль рессоры. Вибрация позволяет диску 1 самоочищаться.
В связи с тем, что диск 1 (см. фиг.2) при установке на бороне (на фиг.1 и 2 не показана) при помощи стойки 7 и поводка 8 имеет угол наклона к вертикальной плоскости, то для увеличения устойчивости диска 1 к сжимающим в центр сферы диска 1 усилиям вводится упрочняющий элемент 6, который как и наружный упрочняющий элемент 5 может быть разного конструктивного исполнения.
Упрочняющие элементы с удалением от центра диска уменьшаются по толщине и плавно переходят в поверхность диска. Это позволяет в аномальных случаях диску заглубляться больше нормы без ухудшения качества его работы.
Упрочняющие элементы могут быть наплавлены или наварены металлом и составлять с диском одно тело.
Опасные и напряженные участки диска, например, отверстия под крепежные болты 4, а также места вырезов 2 могут иметь местное упрочнение, например, местную закалку, которая также выполняет роль упрочняющего элемента.
Описанный усиленный упрочняющими элементами выше диск, может быть выполнен из более дешевой стали, например, ст.45, вместо ст.65Г., что сделает его более доступным для покупателя, при одновременном сохранении его прочностных характеристик и хорошем качестве работы.
В рабочем состоянии предлагаемый диск показан на фиг.2, где стойка 7 с поводком 8, крепится на поперечной балке бороны (на фиг.1 и 2 не показано) и диск 1, болтами 11, прижимает упрочняющий элемент 6, к которому прикреплен подшипниковый узел 10, соединенный со стойкой 7 проушинами 9 к себе.
В том виде диск 1 осуществляет почвообработку. В связи с тем, что на дисковом почвообрабатывающем орудии, в данном случае бороне, дисков на индивидуальной стойке, более 30, то суммарный эффект по лучшему заглублению дисков в почву, позволяет значительно уменьшить массу бороны и за счет меньшего расхода топлива трактора на ее рабочую буксировку, сделать ее энергосберегающей. Хорошее заглубление дисков обеспечивает повышение качества почвообработки, а упрочняющие
элементы на тонкостенных дисках повышают их устойчивость к механическим нагрузкам.
Все это позволяет достичь технический результат.
Полезная модель технически применима.
Может быть изготовлена в условиях завода.