ГИБКАЯ БОРОНА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям для поверхностной обработки почвы.
Известна гибкая борона, содержащая раму и установленные на ней перпендикулярно направлению движения телескопические механизмы, к свободным концам подвижных звеньев которых при помощи муфт с возможностью вращения закреплен цепной шлейф, на звеньях которого смонтированы рыхлящие зубья, при этом каждый из телескопических механизмов соединен с рамой посредством продольно-горизонтального шарнира, каждая муфта связана с подвижным звеном телескопического механизма при помощи поперечно-горизонтального шарнира, а каждое подвижное звено снабжено установленным на его свободном конце упором для ограничения перемещения муфты вниз (патент RU 2070362 С1; МПК А01В 19/02; опубл. 20.12.1996).
Недостатком бороны является то, что рыхлящие зубья, расположенные на цепном гибком элементе, при его изгибе частично препятствуют вращению гибкого элемента, и в результате этого не происходит эффективное рыхление почвы и дробление комьев.
Известна гибкая борона, содержащая установленный на раме цепной шлейф, на звеньях которого закреплены попарно сопряженные между собой рыхлящие зубья, при этом зубья каждой пары расположены перпендикулярно друг к другу и соседним зубьям другой пары, а вершины пар зубьев направлены навстречу друг другу и размещены между элементами звена цепного шлейфа (патент RU 2073389 С1; МПК А01В 19/02; опубл. 20.02.1997).
Недостатком бороны является то, что в цепном шлейфе звенья не обладают упругими свойствами, вследствие чего происходит налипание на цепной шлейф комков почвы и растительных остатков, что в свою очередь увеличивает энергоемкость рыхления почвы, ухудшает самоочищение и является существенным недостатком этого устройства.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является гибкая борона, содержащая правую и левую вращательные опоры, на которых размещены шарнирно соединенные между собой упругие кольца с рыхлителями почвы, которые выполнены в виде свободно вращающихся на кольцах попарно расположенных выпуклых дисков с чередующимися выпуклостями и расположением осей парных дисков на ободе колец на расстоянии, равном радиусу колец и на расстоянии половины радиуса колец между дисками пар (патент RU 188100 U1; МПК А01В 19/00, А01В 39/10, А01В 13/16; опубл. 28.03.2019, бюл. №10).
Основным недостатком прототипа является то, что расположенные на упругих кольцах выпуклые диски из-за отсутствия угла атаки не заглубляются в почву на стерневом фоне, и как следствие, не обеспечивают качественное зацепление с ней, и в результате не происходит вращение колец, которые должны выполнять эффективное рыхление почвы и дробление комьев.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение тягового сопротивления при поверхностном рыхлении почвы и стерневого фона в процессе боронования.
Указанный технический результат достигается тем, что в гибкой бороне, содержащей правую и левую вращательные опоры, на которых размещены шарнирно соединенные между собой упругие кольца с рыхлителями, согласно полезной модели рыхлители выполнены в виде парных изогнутых по логарифмической кривой в направлении вращения зубьев, оси которых расположены на упругих кольцах в поперечной плоскости под углом 90°, причем зуб, расположенный с тыльной зоны упругого кольца, выполнен длиннее зуба, расположенного перед рабочей зоной упругого кольца, на величину l, равную длине режущей кромки зубьев.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Выполнение рыхлителей в виде парных изогнутых по логарифмической кривой в направлении вращения зубьев обеспечивает минимальное трение скольжение почвенного пласта о рыхлители, что обеспечивает снижение тягового сопротивления при поверхностном рыхлении.
Расположение осей зубьев на упругих кольцах в поперечной плоскости под углом 90 градусов обеспечивает условие резания со скольжением без обволакивания рыхлителей стерневым фоном, где угол трения корней растений, формирующих стерневой фон, о зубья должен быть равен 45°, что также обеспечивает снижение тягового сопротивления при поверхностном рыхлении.
Выполнение зуба, расположенного с тыльной зоны упругого кольца, длиннее зуба, расположенного перед рабочей зоной упругого кольца, на величину l, равную длине режущей кромки зубьев, дает возможность их одновременного заглубления в почвенный пласт, благодаря чему улучшается сцепляемость рыхлителей с почвой, тем самым снижая затраты энергии на преодоление тягового сопротивления в процессе боронования.
На фиг. 1 показан общий вид гибкой бороны, вид сзади.
На фиг. 2 показано упругое кольцо с рыхлителями, вид спереди и сбоку.
Гибкая борона содержит (фиг. 1) правую и левую вращательные опоры 1, на которых размещены шарнирно соединенные между собой упругие кольца 2 с рыхлителями 3. Рыхлители 3 выполнены в виде парных изогнутых по логарифмической кривой в направлении вращения зубьев 4 и 5 (фиг. 2), оси 9 которых расположены на упругих кольцах 2 в поперечной плоскости под углом 90°. При этом зуб 5, расположенный с тыльной зоны 6 упругого кольца 2, выполнен длиннее зуба 4, расположенного перед рабочей зоной 7 упругого кольца, на величину l, равную длине режущей кромки 8 зубьев 4 и 5.
Гибкая борона работает следующим образом.
При движении гибкой бороны по полю под действием массы правой и левой вращательных опор 1 (фиг. 1), на которых размещены шарнирно соединенные между собой упругие кольца 2 с рыхлителями 3, обеспечивается технологический процесс рыхления почвенного пласта при внедрении в него установленных на кольцах 2 (фиг. 1) рыхлителей 3, выполненных в виде парных изогнутых по логарифмической кривой в направлении вращения зубьев 4 и 5, что приводит к созданию минимального терния скольжения почвенного пласта о рыхлители 3, при этом зуб 5, расположенный с тыльной зоны 6 упругого кольца 2, выполнен длиннее зуба 4, расположенного перед рабочей зоной 7 упругого кольца 2, на величину l, равную длине режущей кромки 8 зубьев 4 и 5, что приводит к их одновременному заглублению в почвенный пласт, тем самым улучшая сцепляемость рыхлителей 3 с почвой, а также снижая затраты энергии на преодоление тягового сопротивления в процессе боронования, а расположение зубьев 4 и 5 в направлении осей 9 на упругих кольцах 2 в поперечной плоскости под углом 90° также обеспечивает условие резания со скольжением с отсутствием негативного процесса обволакивания рыхлителей 3 остатками растений, формирующих стерневой фон, что дополнительно приводит к снижению тягового сопротивления.
Использование предложенной гибкой бороны позволит снизить тяговое сопротивление при поверхностном рыхлении почвы и стерневого фона в процессе боронования.