ДИСКОВАЯ БОРОНА С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к дисковым орудиям, предназначенным для поверхностной обработки почвы, и может быть использовано в почвообрабатывающих машинах и орудиях.
Известна борона дисковая для поверхностной обработки почвы, содержащая раму с поперечными балками, на которых на равных расстояниях, во втулках, консольно, с возможностью синхронного изменения угла атаки дисков в каждом ряду, на индивидуальных стойках, наклонно к горизонтали, на осях установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и ориентированные идентично в каждом ряду. Борона содержит четыре ряда дисковых рабочих органов, при этом вогнутость дисков каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда (патент RU, №2292695, опубликован 2007.02.10).
Недостатком данной бороны является то, что рабочие органы-диски расположены каждый на своей стойке, содержащей шарнирное соединение, что увеличивает металлоемкость конструкции, стоимость ее изготовления, сложность обслуживания и ремонта.
Наиболее близким по технической сущности является почвообрабатывающее орудие с дисковыми рабочими органами, содержащее раму с элементами агрегатирования и транспортирования, батарею с дисковыми рабочими органами, установленными на круглой оси. Батареи включают дисковые рабочие органы, распорно-фиксирующие элементы, вкладыш и ось, на который собираются все элементы. Батареи собираются таким образом, что каждая пара распорно-фиксирующих элементов и расположенный между ними дисковый рабочий орган объединены внутренним вкладышем, причем в осевом сечении сопрягаемые поверхности распорно-фиксирующих элементов, диска и вкладыша имеют форму, исключающую возможность их независимого вращения относительно общей оси (патент RU №95104418 опубликован 1997.02.20).
Данное почвообрабатывающее орудие имеет следующий недостаток. Батарея с дисковыми рабочими органами способна обрабатывать почву только при неизменных геометрических параметрах, следствие этого - ограничение качества обработки почвы.
Цель полезной модели - повышение качества обработки почвы.
Это достигается тем, что в секции ротационной бороны, состоящей из рамы и прикрепленных к ней валов с ротационными рабочими органами, согласно полезной модели рабочий орган выполнен в виде диска жестко закрепленного на вращающемся валу с вертикальной осью вращения под некоторым углом к его оси. Диски расположены последовательно, в шахматном порядке, величина угла наклона дисков первой секции дисковых рабочих органов равна величине угла наклона дисков второй секции дисковых рабочих органов, а направление наклона дисков первого и второго рядов разное. При этом каждый дисковый рабочий орган, в каждом ряду, соединен между собой зубчатыми колесами, привод к которым приводится от вала бура мощности через редуктор, причем один ряд дисковых рабочих органов относительно предыдущего расположен на раме с перекрытием.
На фиг.1 общий вид агрегата, вид сверху.
На фиг.2 общий вид агрегата, вид с боку в разрезе.
На фиг.3 схема воздействования дискового рабочего органа на почву (проекция на плоскость).
На фиг.4 фронтальный разрез дискового рабочего органа, закрепленного неподвижно на валу.
Агрегат состоит из рамы (1) на котором располагаются два ряда дисковых рабочих органов (8) в каждом из которых дисковые рабочие органы закреплены в опорах (6) и соединены между собой зубчатыми колесами (4), привод к которым приводится от вала от бура мощности, через редуктор (3). Рабочий орган - диск (11), имеющий с одной стороны несколько ножей (9), неподвижно закреплен на металлическом кольце (12), имеющем внутреннее отверстие в виде конуса, средний диаметр которого меньше наружного диаметра сферической ступицы (14). На сферической ступице (14) диск (11), соединенный с кольцом (12), зафиксирован при помощи другого кольца (13), прижимаемого к кольцу (12)
болтовым соединением, таким образом диск (11) может быть установлен на ступице (14) под углом к оси вала (16), в пределах угла γ ограничиваемых конструкцией. Сферическая ступица (14) имеет отверстие, выполненное в виде конуса, в котором имеется проем для шпоночного соединения (15) его на валу, имеющего на конце так же конус с проемом для шпоночного соединения и отверстие с нарезанной резьбой с торца вала, для фиксации дискового рабочего органа на оси вала при помощи болтового соединения.
Работает дисковая борона следующим образом. Агрегатирование секций, их количество на тот или иной трактор зависят от имеющейся мощности на крюке и ряда других условий и определяются расчетом. Секция состоит из двух рядов дисковых рабочих органов с вертикальной осью вращения в каждом из которых рабочие органы - диски соедены между собой зубчатыми колесами (4), это необходимо для того, чтобы вращаясь синхронно с предыдущим, последующий дисковый рабочий орган максимально эффективно обрабатывала промежутки почвы, оставшиеся нетронутыми после прохождения предыдущего дискового рабочего органа и изменить направление вращения последующих дисков.
При движении бороны, диски (11) заглубляются на глубину, определяемую весом бороны, и благодаря отклонению дисков на некоторый угол, происходит не только рыхление, но и происходит резание с изменяющимся углом атаки, при этом диск подрезает корневую систему сорняков, происходит подкапывание части почвы с одной стороны диска и раздавливание почвенных комков с другой стороны.
Спроецировав движение дискового рабочего органа на плоскость можно наблюдать петлеобразные разрезы в почве. При движении дискового рабочего органа (8) максимальное углубление диска будет являться точкой (А). С данной позиции при вращении до 180° дисковый рабочий (8) орган будет проходить зону резания почвы, в которой непосредственно будет происходить подрезание корневой системы сорняков и подкапывание верхнего слоя почвы. При вращении от 180° дисковый рабочий (8) до исходного положения будет проходить зону «загребания». В следствии чего верхняя часть диска подминает под себя оставшиеся комки почвы, тем самым растирая их и выравнивая поверхность
почвы. В зоне перекрытия дисковый рабочий орган оказывает максимальное воздействие на почву. Для того чтобы поверхность поля обрабатывалась равномерно, на агрегате дисковые рабочие органы вращаются в противоположные стороны.
Процесс боронования более интенсивный, сопровождающийся ударными воздействиями на почву, возникающими вследствие того, что наклоненный к вертикальной оси диск, в проекции на горизонтальную плоскость представляет собой эллипс, то есть качение бороны по полю происходит на рабочем органе с изменяющимся радиусом в горизонтальной плоскости. В этих дополнительных воздействиях рабочего органа на почву и заключается технический результат полезной модели.
Что же касается промышленной применимости, то здесь не использовано никаких дефицитных материалов или невозможных технологий.