Секция дисков почвообрабатывающего катка

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим рабочим органам полевых катков, и может быть использована для выравнивания и уплотнения поверхности почвы, дробления и разрушения глыб, комков и корки.
Уровень техники
Известны многооперационные катки (патент РФ на изобретение №2281631, кл. МПК A01B29/04, опубл. 20.08.2006), составленные в батарею, имеют форму кольца и соединены посредством спиц с осью батареи, которая установлена под углом к направлению движения агрегата. Кольца каждого катка имеют форму цилиндра, по краям которого выполнены противоположные углы заточки. Спицы образуют эксцентриситетное соединение кольца с осью. Катки составлены в батарею с обеспечением кратного шага эксцентриситета по окружности.
Недостатком данной конструкции многооперационных катков является ненадежность механического соединения кольца с осью батареи при помощи спиц и нетехнологичность при сборке.
Известен почвообрабатывающий каток (патент РФ на полезную модель №23721, кл. МПК А01В29/02, опубл. 20.07.2002), включающий ободы-диски, закрепленные на оси, из которых крайние и средний установлены перпендикулярно оси, и зубчатые планки с одинаковым шагом впадин и выступов, закрепленные на ободах-дисках. Ободы-диски, расположенные между крайними и средним, установленные зеркально симметрично относительно плоскости симметрии катка, перпендикулярной оси катка, под углом к оси не менее 70 . В ободах-дисках выполнены пазы для размещения в них зубчатых планок, при этом соседние планки установлены со смещением в осевом направлении на величину шага впадины или выступа, причем диаметр ободов-дисков равен диаметру окружности, описанной вокруг выступов зубчатых планок.
Недостатком данной конструкции катка является сложность при закреплении ободов-дисков с совмещением зубчатых планок и невысокая надежность при эксплуатации.
Известно почвообрабатывающее орудие (патент РФ на изобретение №2121775, кл. МПК A01B29/04, опубл. 20.11.1998), которое содержит прутковый барабан, выполненный в виде дисков, жестко закрепленных на оси и соединенных прутками. На прутках закреплены зубья, установленные поочередно наклонно к ним и в шахматном порядке. Прутки в дисках закреплены шарнирно. Рычаги, пружины и втулки размещены между дисками, собранными из двух спаренных сферических элементов в их нерабочем замкнутом пространстве.
Недостатком данной конструкции почвообрабатывающего орудия является недостаточная механическая прочность, обусловленная соединением дисков барабана с помощью прутков с закрепленными зубьями.
Известен почвообрабатывающий каток (патент РФ на изобретение №2242101, кл. МПК А01В29/04, опубл. 20.12.2004), который состоит из вала с размещенными на нем дисками. На дисках закреплены зубчатые планки. Зубчатые планки расположены соосно оси вала. Каждая из планок имеет с наружной стороны ряд прорезей. Зубцы планок образованы отогнутой в сторону от прорези частью планки.
Недостатком данной конструкции катка является ненадежность крепления зубчатых планок на дисках и низкая механическая прочность при эксплуатации.
Известен каток-гребнеобразователь (патент РФ на изобретение №2296445, кл. МПК А01В29/04, опубл. 10.04.2007), который включает раму, ось и свободно установленные на ней сферические диски. Между дисками расположены с возможностью свободного вращения и изменения расстояния относительно друг друга кольца. Кольца выполнены с уменьшающимся диаметром в направлении от крайних колец к среднему. Сферические диски установлены с наружной стороны продольных балок рамы с возможностью изменения угла их установки к направлению движения и фиксации в заданном положении. Между кольцами установлены упругие элементы.
Недостатком данной конструкции катка является сложность механизма при сборке, обусловленная наличием колец разного диаметра и большим количеством деталей, а также невысокая надежность и соответственно срок службы.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, достигаемым с помощью предлагаемой полезной модели, является увеличение срока его службы и выдерживаемых им нагрузок, обусловленное уменьшением деформации вала секции дисков и возможностью самооочищения дисков секции.
Указанный технический результат достигается тем, что секция дисков почвообрабатывающего катка состоит из установленных на валу поочередно основного и подвижного дисков, причем основной диск жестко закреплен на валу, а подвижный – свободно движется между основными дисками, вал закреплен на кронштейне через два подшипниковых узла, смещенных к центру секции, причем с двух сторон от каждого узла на валу установлены диски с укороченной ступицей.
Основные диски и диски с укороченной ступицей могут иметь волнистую форму рабочей поверхности, а подвижные диски – зубчатую.
Диски могут иметь разный диаметр.
Обод диска с укороченной ступицей может иметь полусферическую вогнутость под подшипниковый узел.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид конструкции секции дисков почвообрабатывающего катка.
На фиг. 2 представлен вид в разрезе секции дисков почвообрабатывающего катка.
На фиг. 3 представлен увеличенный вид крепления подшипникового узла.
На фиг. 4 представлена формы дисков секции катка.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 – кронштейн батареи дисков, 2 – ось кронштейна, 3 – диск подвижный, 4 – диск основной, 5 – диск с укороченной ступицей, 6 – гайка корончатая, 7 – вал батареи дисков, 8 – узел подшипниковый, 9 – тарельчатая пружина.
Осуществление полезной модели
Секция дисков почвообрабатывающего катка состоит из установленных на валу 7 поочередно основного 4 и подвижного 3 дисков, причем основной диск 4 жестко закреплен на валу 7, а подвижный – свободно движется между основными дисками, вал 7 закреплен на кронштейне 1 через два узла подшипниковых 8, смещенных к центру секции, причем с двух сторон от каждого узла 8 на валу 7 установлены диски 5 с укороченной ступицей.
Крепление вала 7 батареи дисков на подшипниковых узлах не с краев секции, а смещенных к ее центру уменьшает деформацию (прогиб) вала 7, что обеспечивает увеличение срока службы секции катка и выдерживаемых им нагрузок.
Диски секции имеют следующий принцип конструкции: основной 4 диск жестко закреплен на валу 7, другой диск подвижный 3, имеет посадочное отверстие на вал 7 большего диаметра и поэтому свободно движется между соседними, жестко закрепленными дисками. Что дает превосходное самооочищение и реагирование на почву по всей ширине секций. Самоочищение дисков секции позволяет увеличить выдерживаемые ими нагрузки, что положительно влияет на срок службы секции почвообрабатывающего катка.
Основные диски 4 и диски 5 с укороченной ступицей могут иметь волнистую форму рабочей поверхности, а подвижные диски 3 – зубчатую форму. Такое отличие формы рабочей поверхности дисков дополнительно влияет на возможность самочищения дисков, а также обеспечивает лучшее копирование рельефа обрабатываемой почвы.
Диски 3-5 являются литыми, выполнены из чугуна, имеют большой вес, что обеспечивает гарантированное мощное воздействие секции дисков катка на почву с качественным дроблением комков почвы.
Для улучшения копирования почвы диски 3-5 могут иметь разный диаметр, также диски разного диаметра имеют разные обороты и этим самоочищаются.
Диск 5 в сравнении с основным диском 4 имеет уменьшенную по ширине ступицу диска под подшипниковый узел 8, что значительно повышает надежность крепления вала 7 на кронштейне 1 секции. Обод диска с укороченной ступицей может иметь полусферическую вогнутость под подшипниковый узел, что дополнительно влияет на надежность крепления.
Секция дисков почвообрабатывающего катка используется следующим образом.
Несколько секций дисков устанавливают на почвообрабатывающий каток, который агрегатируют с транспортным средством, например, с трактором. Секции дисков катка опускают на почву и после этого начинают движение.
Диски 3-5 секций начинают вращаться от соприкосновения с почвой, измельчая глыбы, комки и почвенную корку, тем самым, выравнивая и прикатывая (уплотняя) почву.
Принцип конструкции крепления дисков, обеспечивающий свободное движение подвижного диска 3 между соседними, жестко закрепленными основными дисками 4, обеспечивает самооочищение и реагирование на почву по всей ширине секций. Отличие в форме рабочей поверхности дисков дополнительно влияет на возможность самочищения дисков, а также обеспечивает лучшее копирование рельефа обрабатываемой почвы.
Крепление вала 7 батареи дисков на подшипниковых узлах со смещением к центру секции уменьшает деформацию (прогиб) вала 7, тем самым обеспечивая увеличение выдерживаемых им нагрузок и срока службы секции катка. Наличие в диске 5 укороченной ступицы также значительно повышает надежность крепления вала 7 на кронштейне 1 секции.
Преимуществом использования заявленной секции дисков почвообрабатывающего катка является уменьшение деформации вала секции дисков, и как следствие, увеличение срока службы секции и почвообрабатывающего катка и выдерживаемых им нагрузок.
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 в сельскохозяйственном машиностроении, которое может быть использовано для выравнивания и уплотнения поверхности почвы, дробления и разрушения глыб, комков и корки, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».