ГИБКАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ БОРОНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим орудиям для поверхностной обработки почвы, которая может быть использована для обработки культурных, каменистых и щебенчатых почв, а также орошаемых и богарных почв.
Уровень техники
Известна гибкая борона (патент РФ № 2050759  на изобретение, кл. МПК A01B 19/02, опубл. 27.12.1995), содержащая поперечный брус с шарнирно установленными на нем и подпружиненными относительно него телескопическими штангами и отрезками и цепного шлейфа, которые выполнены в виде звеньев с рыхлящими зубьями. Штанги имеют различную длину и размещены на концах поперечного бруса под углом к направлению движения, а их свободные концы направлены навстречу друг другу. На свободных концах штанг установлены игольчатые диски. Иглы последних имеют дугообразную форму и направлены от штанг. Игольчатый диск, установленный на штанге меньшей длины расположен перед диском штанги большей длины. Отрезки и цепного шлейфа одним концом шарнирно связаны с брусом, а другим концом с осями игольчатых дисков. При движении бороны игольчатые диски, вращаясь от сил реакции почвы, передают вращательное движение отрезкам цепного шлейфа, рыхлящие зубья которых осуществляют крошение почвы.
Недостатком известной бороны является относительно низкая эффективность и производительность при обработке тяжелых почв.
Известна борона гибкая вращающаяся (публикация международной заявки WO/1993/000790, кл. МПК A01B 19/02, A01B 21/02, A01B 23/02, A01B 23/04, опубл. 21.01.1993), содержащая предназначенную для установки на транспортном средстве раму с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом, состоящим, по меньшей мере, из двух модулей, шарнирно связанных между собой и на каждом звене которых закреплены четыре зуба, расположенные попарно взаимно перпендикулярно в одной плоскости.
Недостатком вышеописанной бороны является ее недостаточная эффективность на тяжелых глыбистых и задерненных почвах, так как борона воздействует на глыбы каждым зубом практически один раз.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству - прототип - является гибкая вращающаяся борона (патент РФ на изобретение №2034423, кл. МПК A01B 19/02, A01B 19/04, A01B 23/04, опубл. 10.05.1995), содержащая предназначенную для установки на транспортном средстве раму с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом, состоящим, по меньшей мере из двух модулей. На каждом звене последних, зацеплены зубья. Модули гибкого цепного элемента расположены параллельно и закреплены на раме независимо друг от друга.
Недостатком известной вращающейся бороны является относительно низкая эффективность и производительность при обработке тяжелых почв.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - создание надежного устройства, позволяющего эффективно с достаточной производительностью обрабатывать различные виды почв.
Техническим результатом является повышение эффективности, производительности и качества обработки культурных, каменистых и щебенчатых почв, а также орошаемых и богарных почв.
Указанный технический результат достигается тем, что гибкая вращающаяся борона содержит предназначенную для установки на транспортном средстве раму с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом, состоящим, по меньшей мере, из двух модулей, на каждом звене которых закреплены зубья, причем согласно полезной модели, на раме с помощью не менее одного горизонтального кронштейна установлены с возможностью поворота П-образные рамки модуля гибкого цепного элемента, поворот которых реализуется с помощью поворотных осей, причем рамки модулей расположены под углом к направлению перемещения бороны; каждая рамка модуля гибкого цепного элемента имеет возможность изменения длины и содержит гибкий цепной элемент; вращение которого обеспечивается с помощью ступицы; причем зубья жестко закреплены крестообразно на каждом звене гибкого цепного элемента.
П-образные рамки модулей гибкого цепного элемента могут быть расположены параллельно или непараллельно относительно друг друга.
Количество зубьев на каждом звене цепного элемента может составлять от двух до восьми. Зубья цепного элемента могут быть выполнены прямыми и/или изогнутыми и/или с изгибом и/или загнутые. Зубья изогнутые и/или с изгибом могут иметь изгиб по радиусу в сторону вращения бороны или в противоположную сторону. Поперечное сечение зубьев цепного элемента может иметь форму правильного многогранника. Зубья цепного элемента на обоих концах могут иметь косой срез под острым углом.
Рамка модуля может быть соединена также с одним из горизонтальных кронштейнов или с рамой бороны с помощью не менее одной пружины.
Изменение длины рамки модуля может осуществляться с помощью телескопического узла, фиксация необходимой длины рамки модуля осуществляется с помощью талрепа. Изменение длины рамки модуля может быть реализовано также с помощью шарнирного узла с пружинным элементом.
Рамки модулей к раме могут крепиться также с помощью системы параллелограммных кронштейнов.
Такое конструктивное выполнение рамы в виде П-образной рамки и расположение рамок модулей гибкого цепного элемента позволяет осуществлять эффективную поверхностной обработки культурных, каменистых и щебенчатых почвах, а также орошаемых и богарных почв.
Обработка почвы вращающимися гибкими зубьями особенно ценна для влагосбережения, так как позволяет растительные остатки и сорняки поднимать к поверхности почвы и создать тем самым слой мульчи, при этом разрушая почвенные капилляры, снижая потери влаги.
Также гибкая вращающаяся борона может с успехом применяться для основной вертикальной обработки почвы для сохранения мульчи при прямом севе или для консервирующей обработки почвы. Такая обработка позволяет рыхлить почву на глубину сева и оставлять сверху растительные остатки, что очень благотворно сказывается на обогащении почвы кислородом воздуха с активизацией процесса гумификации растительных остатков и сохранению почвенной влаги. Борона не заделывает растительные остатки в почву, а размещает их на поверхности почвы. Тем самым укрывая почву от солнечных лучей, разрушая капилляры и сохраняя этим влагу.
За счет большого количества зубьев и их вращения, а также за счет гибкого вала и большого и регулируемого угла «атаки» борона не забивается ни липкой почвой, ни мокрыми растительными остатками, что обеспечивает повышение эффективности по выравниванию и измельчению почвы, а также высокую производительность и низкие затраты горюче-смазочных материалов.
Для увеличения ширины захвата бороны и ее производительности с сохранением высокого качества обработки почвы, рамки модулей с гибкими цепными элементами могут быть установлены на раме большой ширины через систему параллелограммных кронштейнов. Это позволяет каждой рамке модуля иметь дополнительный ход вверх-вниз для лучшего копирования рельефа поля и позволяет сохранять одинаковую степень воздействия гибких цепных элементов на почву вне зависимости от рельефа поля.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема гибкой вращающейся бороны - общий вид.
На фиг. 2 представлена схема гибкой вращающейся бороны - вид сверху.
На фиг. 3 представлена схема П-образной рамки модуля гибкой вращающейся бороны.
На фиг. 4 показана конструкция системы параллелограммных кронштейнов.
На фиг. 5 показана конструкция шарнирного узла с пружинным элементом.
На фиг. 6 представлены схемы вариантов конструкции зубьев: а) - прямые; б) - изогнутые; в) - загнутые; г) - комбинированные: прямой и с изгибом; д) - комбинированные: прямой и изогнутый.
Осуществление полезной модели
На фигурах обозначены: рама 1, горизонтальные кронштейны 2, поворотные оси 3, П-образная рамка 4 модуля гибкого цепного элемента, талреп 5, ступица 6, цепной элемент 7 с зубьями 8, телескопический узел 9, пружина 10.
Гибкая вращающаяся борона содержит, предназначенную для установки на транспортном средстве раму 1. На раме 1 с помощью не менее одного горизонтального кронштейна 2 установлены с возможностью поворота, по меньшей мере, две П-образных рамки 4 модуля гибкого цепного элемента. Рамки 4 модулей к раме 1 могут быть прикреплены также с помощью системы параллелограммных кронштейнов (см. фиг. 4).
Поворот, рамок 4 модулей реализуется с помощью поворотных осей 3, причем рамки 4 модулей расположены под углом к направлению перемещения бороны, также имеется возможность регулировки этого угла (угол «атаки», как правило, 20-45°).
Рамка 4 модуля может быть соединена также с одним из горизонтальных кронштейнов 2 (или с рамой бороны) с помощью пружины 10, что обеспечивает ход рамки 4 «вверх-вниз» и таким образом позволяет бороне не только лучше «копировать» почву, но и обеспечивает необходимую защиту от перегрузок.
П-образные рамки 4 модулей гибкого цепного элемента закреплены на раме 1 независимо друг от друга, они могут быть расположены параллельно или непараллельно относительно друг друга.
Каждая рамка 4 модуля гибкого цепного элемента имеет возможность изменения длины и содержит цепной элемент 7 с зубьями 8. Телескопический узел 9 обеспечивает возможность изменения длины рамки 4 модуля для натяжения цепного элемента 7 с зубьями 8. Таким натяжением обеспечивается необходимый прижим бороны к поверхности почвы. Фиксация необходимой длины рамки 4 модуля осуществляется с помощью талрепа 5. Изменение длины рамки 4 модуля может осуществляться также с помощью шарнирного узла с пружинным элементом (см. фиг. 5).
Ступица 6 обеспечивает вращение цепного элемента 7 с зубьями 8.
Рабочим органом гибкой вращающейся бороны являются зубья 8 (диаметром, например, около 20 мм), жестко закрепленные крестообразно на каждом звене цепного элемента 7. Количество зубьев - не менее двух и, как правило, не более восьми. Зубья 8 могут быть прямыми (фиг. 6а), изогнутыми (фиг. 6б), загнутыми (фиг. 6в) или комбинированными: прямой и с изгибом (фиг. 6г), прямой и изогнутый (фиг. 6д). Причем зубья 8 могут иметь изгиб по радиусу в сторону вращения или в противоположную сторону (в сторону движения борон). Поперечное сечение зубьев 8 может иметь форму правильного многогранника (например, квадрат, шестигранник и т.п.). Зубья 8 могут на обоих концах иметь косой срез под острым углом (на фиг. не показано).
Устройство работает следующим образом.
При движении бороны по полю, зубья 8 гибкого цепного элемента заглубляются в почву, в результате чего происходит вращение по оси гибкого цепного элемента. Одновременно происходит и тянущееся воздействие зубьев 8 на почву благодаря движению бороны вперед. То есть зубья 8 производят тянуще-вращательное воздействие на почву, совершая при этом постоянные колебания за счет гибкого цепного вала и неоднородной плотности почвы. Это активное воздействие на почву приводит к рыхлению почвы, разрушению комьев и почвенной корки, выравниванию поля, вычесыванию сорняков и т.п.
За счет регулируемого угла «атаки» и большого веса бороны, степень воздействия на почву можно изменять в зависимости от конкретных задач (как для обработки стерни перед прямым севом, так и для ухода за парами и предпосевной подготовки почвы).
Таким образом, в результате реализации заявленной полезной модели обеспечивается:
- Рыхление почвы на глубину 2-8 см, ее выравнивание с распределением растительных остатков и сорняков сверху почвы.
- Измельчение земляных комьев.
- Создание слоя мульчи для удерживания влаги.
- Разрушение почвенной корки для уменьшения испарения влаги.
- Уничтожение сорняков и снижение затрат на опрыскивание.
- Высокая производительность при низких затратах на горюче-смазочные материалы.
- Регулируемая степень воздействия на почву углом атаки модулей 20-45°.
- Аэрация (кондиционирование, проветривание) почвы.
- Предпосевная обработка и уход за парами. Сорняки не срезаются, а выдергиваются и размещаются сверху почвы.
- Самоочищающиеся гибкие рабочие органы не забиваются даже в тяжелой липкой почве и в мокрых растительных остатках.
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 устройства для поверхностной обработки почвы, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».