ДИСКОВОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ
DISK TILLAGE TOOL

Заявляемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к дисковым орудиям для поверхностной обработки почвы, и может быть использовано в сельском хозяйстве для выполнения основной и предпосевной обработки почвы.
Известна садовая дисковая двухследная борона (см. а.с. СССР №1491357, кл. А01В 21/08, 1989). Борона состоит из рамы, на которой в два ряда установлены поворотные кронштейны, в верхней части которых находится поводок, а в нижней - оси с закрепленными с возможностью вращения режущими дисками. Диски второго ряда смещены относительно первого на половину междискового расстояния и имеют возможность синхронного изменения угла атаки. Недостатком данной конструкции является то, что диски бороны не имеют наклона к горизонту, тем самым не обеспечивая оборот подрезаемого пласта. За счет того, что диски в рядах различно ориентированы и второй ряд дисков, в отличие от первого находится на большем удалении от точки прицепа, моменты сил, действующие на ряды дисков в поперечной плоскости, будут различными, что создает неуравновешенность орудия, ведет к нарушению прямолинейности его движения и, как следствие, к ухудшению качества обработки почвы.
Известно дисковое почвообрабатывающее орудие (см. патент РФ №2185044, кл. А01В 21/08, 2000), состоящее из рамы с поперечно расположенными балками, на которых в подшипниках скольжения установлены вертикальные стойки с осями на концах и сферическими дисками. Диски имеют регулируемый угол атаки и расположены под углом к горизонту. Диски первого и второго ряда ориентированы взаимно противоположно и образуют первый парный ряд. В последующих парных рядах диски ориентированы противоположно первому парному ряду, при этом диски каждого последующего ряда смещены относительно дисков предыдущего в сторону необработанной первым рядом дисков междисковой полосы земли на расстояние, равное частному от деления междискового расстояния на количество рядов. Недостатком данной конструкции является низкое качество выполнения технологического процесса вследствие того, что диски в парных рядах ориентированны взаимно противоположно и подвергаются воздействию различных по величине моментов сил из-за различной удаленности рядов от точки прицепа орудия. Это приводит к дисбалансу сил, действующих на орудие в горизонтальной плоскости, нарушению прямолинейности его хода и, следовательно, к неравномерности обработки почвы, а также снижению производительности агрегата из-за ухудшения условий работы оператора.
x
3
Известна также борона дисковая (см. патент РФ №2292695, кл. А01В 21/08, А01В 7/00, 2005), состоящая из рамы с поперечными балками, на которых на равных расстояниях, на индивидуальных стойках с возможностью синхронного изменения угла атаки в каждом ряду с помощью траверсы, под наклоном к горизонту установлены сферические диски. Борона содержит четыре ряда рабочих органов, диски ориентированы идентично в каждом ряду и ориентация дисков каждого последующего ряда противоположна ориентации предыдущего, при этом диски четных рядов смещены относительно предыдущих рядов на расстояние Δ=2t±0,1D, а диски третьего ряда смещены относительно дисков предыдущего ряда на расстояние Δ=t±0,1D, где t - частное от деления междискового расстояния в ряду L на количество рядов n; D - диаметр диска. Недостатком данной конструкции является несбалансированность орудия в поперечной плоскости и нарушение устойчивости его хода вследствие того, что диски в каждом ряду идентично ориентированы и при этом ряды дисков удалены на различное расстояние от точки прицепа орудия, что приводит воздействию на них различных по величине моментов сил.
Аналогом, наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является дисковое почвообрабатывающее орудие (см. патент РФ №2291605, кл. А01В 21/08, 2005 - прототип), содержащее раму с закрепленными на ней в несколько рядов поперечными брусьями, на которых смонтированы вертикальные стойки с осями на концах, и установленные на осях с возможностью вращения и изменения угла атаки сферические диски, имеющие наклон к горизонту. При этом диски каждого последующего ряда смещены относительно предыдущего в сторону необработанной первым рядом дисков междисковой полосы земли на величину, равную частному от деления междискового расстояния на количество рядов. Кроме того, диски в рядах направлены выпуклостью или вогнутостью к продольной оси симметрии орудия таким образом, что в каждом ряду количество дисков одного направления по одну ее сторону равно количеству противоположно ориентированных дисков по другую ее сторону, а между дисками первого ряда по линии продольной оси симметрии орудия установлена плоскорежущая лапа, ширина захвата которой равна междисковому промежутку средних дисков последнего ряда. Недостатком данной конструкции-прототипа является то, что имеющая место расстановка рабочих органов обуславливает наличие промежутков между средними дисками в рядах, отличных от установленного междискового расстояния, а установка дополнительного рабочего органа - рыхлящей плоскорежущей лапы для устранения огрехов при обработке почвы, ведет к усложнению конструкции бороны и неоднородности обработки почвы.
Целью настоящего изобретения является повышение качества технологического процесса обработки почвы, упрощение конструкции дискового почвообрабатывающего орудия, повышение производительности почвообрабатывающего агрегата.
В заявляемом дисковом почвообрабатывающем орудии, содержащем раму с четным количеством поперечных брусьев, на которых смонтированы в ряд, во втулках, на одинаковом расстоянии друг от друга вертикальные коленообразные стойки с осями на концах и сферическими дисками, установленными на них под углом к горизонту с возможностью вращения и синхронного изменения угла атаки, при этом диски в рядах направлены вогнутой и выпуклой стороной относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии рамы орудия и точку его прицепа (далее «плоскость симметрии рамы орудия») так, что в каждом ряду по обе ее стороны находится равное количество противоположно ориентированных дисков, а диски расположены на раме орудия таким образом, что диски каждого последующего ряда смещены относительно дисков предыдущего ряда на величину а/n, где а - междисковое расстояние в ряду, n - количество рядов рабочих органов, поставленная цель достигается тем, что расстояние в рядах между средними разнонаправленными дисками равно расстоянию между идентично ориентированными дисками, продольные оси симметрии отдельных рядов рабочих органов не совпадают с плоскостью симметрии рамы орудия, а ближайшие к указанной плоскости разнонаправленные диски в разных рядах расположены относительно нее симметрично на расстоянии, равном a/2n.
Указанные отличия являются существенными, так как смещение продольных осей симметрии отдельных рядов рабочих органов относительно плоскости симметрии рамы орудия, а также равенство расстояний между средними разнонаправленными дисками и идентично ориентированными дисками в рядах обеспечивает сплошность обработки почвы и получение обработанного почвенного слоя, однородного по агрофизическим свойствам (плотность, твердость, структурность), без необходимости дополнительного усложнения конструкции орудия путем установки дополнительных рабочих органов другого типа.
Заявляемое дисковое почвообрабатывающее орудие является сбалансированным в горизонтальной плоскости, поскольку ближайшие к плоскости симметрии рамы орудия противоположно ориентированные диски в разных рядах расположены относительно нее симметрично на расстоянии, равном a/2n. В результате равное количество противоположно ориентированных дисков в каждом ряду исключает появление в рядах боковых нагрузок, а смещение оси симметрии идентично ориентированных дисков одного ряда относительно плоскости симметрии рамы орудия и возникающий в результате этого момент результирующей фронтальной нагрузки компенсируется равным смещением противоположно ориентированных дисков другого ряда несмотря на то, что ряды рабочих органов удалены от точки прицепа орудия на разные расстояния.
На фиг.1 показан общий вид орудия в плане.
На фиг.2 показан поперечный брус рамы со стойками дисков.
На фиг.3 схематично показано расположение рабочих органов орудия.
Орудие состоит из рамы 1 (фиг.1, 2) с прицепным устройством 2, на которой расположено четное количество поперечных брусьев 3, а также установлены опорно-транспортные колеса 4 и спиральный шлейф-каток 5. На поперечных брусьях 3 смонтированы в ряд во втулках 6, на одинаковом расстоянии друг от друга вертикальные, различно направленные относительно вертикальной плоскости 7, проходящей через продольную ось симметрии рамы орудия и точку его прицепа 14 стойки 8, с осями 9 на концах, на которых под наклоном к горизонту установлены сферические диски 10, 11 с возможностью вращения и синхронного изменения угла атаки с помощью траверс 12 через поводки 13.
Расстояние между средними в каждом ряду различно направленными дисками 10 и 15 равно расстоянию между идентично ориентированными дисками 15 и 11.
При указанной расстановке рабочих органов взаимное смещение продольных осей симметрии отдельных рядов рабочих органов орудия следующее (фиг.3): ось второго ряда смещена относительно оси первого ряда на половину междискового расстояния, в то время как оси третьего и четвертого рядов располагаются симметрично относительно оси второго ряда на расстоянии, равном четверти междискового расстояния. Ближайшие к плоскости 7 разнонаправленные диски 15 и 16 в разных рядах расположены относительно нее симметрично на расстоянии, равном a/2n.
Дисковое почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.
В зависимости от условий работы орудия и по агротехническим требованиям с помощью траверс 12 через поводки 13 устанавливается необходимый угол атаки почвообрабатывающих дисков 10, 11.
В процессе работы диски за счет наклона их к горизонту подрезают одинаковые по ширине пласты почвы и рыхлят их, обеспечивая получение однородного по агрофизическим свойствам почвенного слоя, качественное формирование борозды и измельчение растительных остатков.
Благодаря тому, что продольные оси симметрии отдельных рядов рабочих органов не совпадают с плоскостью 7, обеспечивается сплошность обработки почвенного пласта. При этом наличие в каждом ряду равного количества противоположно направленных дисков исключает появление в рядах боковых нагрузок, а за счет того, что количество идентично ориентированных дисков в рядах, удаленных от плоскости 7 на различное расстояние с одной ее стороны, равно количеству противоположно ориентированных дисков в рядах, удаленных на такое же расстояние от указанной плоскости с другой ее стороны, исключается появление момента сил относительно точки прицепа орудия. Таким образом, не нарушается равновесие орудия в поперечной плоскости, обеспечивается его устойчивое движение без увода в сторону и, следовательно, качественное рыхление почвы, сохраняется устойчивость движения почвообрабатывающего агрегата в целом, стабилизируется его поступательная скорость движения и загрузка двигателя тягового энергосредства, а также улучшаются условия труда оператора, снижается его утомляемость, что в итоге ведет к повышению производительности агрегата.