ИГОЛЬЧАТАЯ БОРОНА

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использована в машинах для поверхностной обработки почвы.
Известна ротационная игольчатая борона, содержащая раму, диски с иглами и соединительные устройства (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины / В.М. Халанский, И.В. Горбачев. - М: КолосС, 2006. - С. 64).
Недостатком известной ротационной игольчатой бороны является недостаточная прочность и невозможность быстрой замены игл при их поломках.
Известна игольчатая борона (Пат. UA 77789, кл. А01Д 45/06, опубл. 25.02.2013), содержащая раму и размещенные на ней диски со ступицами, причем каждая ступица крепится на валу бороны с помощью шпонки, а диски выполнены в виде плоских фигур с торцевыми отверстиями с резьбой на одинаковом расстоянии один от другого, а в эти отверстия вкручиваются концы игл и закрепляются стопорными болтами.
Недостаток данной игольчатой бороны заключается в том, что на каждом диске устанавливается только один ряд игл, что значительно усложняет конструкцию бороны и увеличивает ее металлоемкость.
Другим недостатком данной игольчатой бороны является недостаточная надежность работы игл, из-за их напряженно-деформированного состояния в местах перехода цилиндрической части в резьбовые хвостовики, вследствие концентрации механических напряжений. Обуславливается это системой знакопеременных нагрузок на иглы, при которых наряду с эксплуатационными нагрузками, возникающими при обработке почвы, действуют также знакопеременные нагрузки, вызванные вибрациями, снизить влияние которых при таком креплении игл на дисках невозможно. Совместное действие этих нагрузок и приводит к поломкам игл, замена которых представляет значительную трудность, вследствие необходимости извлечения из отверстий кронштейнов оставшейся части резьбовых хвостовиков.
Известна игольчатая борона (Пат. RU 189847, кл. А01В 21/04, опубл. 06.06.2019, прототип), содержащая раму, ось и размещенные на ней диски с иглами, в средней части цилиндрическими, в верхней части конусными, и кронштейны, расположенные на боковых стенках дисков, одними концами равномерно закрепленными по периметру каждого диска, с отверстиями на противоположных концах, в которых нижними частями установлены иглы.
Недостатком известной игольчатой бороны является недостаточная надежность работы игл, из-за их напряженно-деформированного состояния в местах перехода цилиндрической части в резьбовые хвостовики, вследствие концентрации механических напряжений. Обуславливается это системой знакопеременных нагрузок на иглы, при которых наряду с эксплуатационными нагрузками, возникающими при обработке почвы, действуют также знакопеременные нагрузки, вызванные вибрациями, снизить влияние которых на таком креплении игл на дисках невозможно. Совместное действие этих нагрузок и приводит к поломкам игл, замена которых представляет значительную трудность, вследствие необходимости извлечения из отверстий кронштейнов оставшихся частей резьбовых хвостовиков.
Задача, решаемая данной полезной моделью, заключается в разработке игольчатой бороны, позволяющей повысить надежность работы игл и обеспечить быструю замену сломанных.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в изменении способа крепления игл к кронштейнам бороны путем замены цилиндрических сопряжений на конические.
Поставленная полезной моделью задача решена тем, что в игольчатой бороне, содержащей раму, ось и размещенные на ней диски с иглами, которые в средней части выполнены цилиндрическими, в верхней части конусными, и кронштейны, расположенные на боковых стенках дисков, одним концом равномерно закреплены по периметру каждого диска, с отверстиями на противоположных концах, в которых нижними частями установлены иглы, отверстия в кронштейнах и нижние части игл выполнены в форме усеченных конусов, причем иглы снабжены фиксаторами в виде торцевых осевых отверстий с резьбой, в которые ввинчиваются фиксирующие элементы, контактирующие с кронштейнами, а торцевые поверхности меньших оснований усеченных конусов нижних частей игл и отверстий кронштейнов расположены с зазором между ними.
Выполнение в игольчатой бороне отверстий в кронштейнах и нижних частей игл в форме усеченных конусов, и снабжение игл фиксаторами в виде торцевых осевых отверстий с резьбой для ввинчивания фиксирующих элементов, контактирующих с кронштейнами, а также расположение торцевых поверхностей меньших оснований усеченных конусов нижних частей игл и отверстий кронштейнов с зазором между ними, позволяет повысить надежность работы игл и обеспечить быструю замену сломанных.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображена игольчатая борона, вид сзади; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.
Игольчатая борона содержит раму 1, ось 2 и размещенные на ней диски 3 с иглами 4, которые в нижней части выполнены в форме усеченных конусов, в средней части цилиндрическими, в верхней части конусными, кронштейны 5, расположенные на боковых стенках дисков 3, одним концом равномерно закрепленными по периметру каждого диска 3, с отверстиями, выполненными в форме усеченных конусов, на противоположных концах, в которых нижними частями радиально установлены иглы 4. Иглы 4 снабжены фиксаторами в виде торцевых осевых отверстий с резьбой, в которые ввинчиваются фиксирующие элементы 6, например винты, контактирующие с кронштейнами 5. Торцевые поверхности меньших оснований усеченных конусов нижних частей игл 4 и отверстий кронштейнов 5 расположены с зазорами между ними. Кронштейны 5, закрепленные на одной боковой стенке диска 3, установлены со смещением относительно кронштейнов 5, расположенных на противоположной боковой стенке диска 3. Для установки необходимого расстояния между дисками 3 на оси 2 имеются распорные втулки 7, а для фиксации дисков 3 на оси 2 служат прижимные втулки 8, поджимаемые гайками 9, через шайбы 10. Винтовые механизмы 11, которые связаны с осями опорных колес 12, обеспечивают заданную глубину обработки почвы. Закрепленный на раме 1 треугольник 13, предназначен для навески игольчатой бороны на трактор.
Работает игольчатая борона следующим образом. При движении игольчатой бороны, содержащей раму 1, ось 2 и размещенные на ней диски 3 с иглами 4 осуществляют перекатывание по почве. При этом иглы 4, установленные в кронштейнах 5 прокалывают почву, производя ее рыхление. Смещение кронштейнов 5 на противоположных боковых стенках дисков 3 обеспечивает качественное рыхление почвы. При работе игольчатой бороны, особенно на полях, засоренных камнями, может иметь место излом игл 4. Заявленное техническое решение позволяет осуществить быструю замену сломанных игл 4. Для этого, фиксирующий элемент (винт) 6 выворачивается из торцевого осевого отверстия с резьбой иглы 4, нижняя часть иглы 4 удаляется (выбивается) из отверстия кронштейна 5, затем нижняя часть, выполненная в форме усеченного конуса, новой иглы 4 устанавливается в освободившееся отверстие кронштейна 5 и закрепляется фиксирующим элементом 6. Расположение торцевых поверхностей меньших оснований усеченных конусов нижних частей игл 4 и отверстий в кронштейнах 5 с зазором между ними обеспечивают надежную фиксацию игл 4 (осуществляется закрепление с натягом). Перед началом работы диски 3, расположенные между распорными втулками 7 и прижимными втулками 8, поджимаемые гайками 9, через шайбы 10, устанавливаются на заданную глубину обработки почвы посредством винтовых механизмов 11 за счет поднимания или опускания опорных колес 12. Соединение игольчатой бороны с трактором обеспечивает треугольник 13.
Таким образом, замена цилиндрического способа крепления иглы к кронштейну на коническое, и устранение из устройства резьбового крепления иглы к кронштейну, позволило снизить вибрации игл в процессе эксплуатации за счет более плотной посадки, и удельную нагрузку на сопряжения поверхностей тел игл и отверстий в кронштейнах, что повысило надежность работы игл и обеспечило их быструю замену.