РАБОЧИЙ ОРГАН ДИСКОВОЙ БОРОНЫ

Предлагаемая полезная модель относится к сельскохозяйственным машинам, а конкретнее, к дисковым почвообрабатывающим орудиям, например, к боронам со сферическими дисками на автономных стойках.
Известен рабочий орган дисковой бороны. (См. св-во на пол. модель №14797, А01В, 7/00 от 23.02.2000). Рабочий орган состоит: из сферического диска, имеющего угол атаки и угол наклона к вертикальной плоскости, подшипникового узла, на котором вращается диск, и стойки, прикрепленной к подшипниковому узлу.
Недостатком рабочего органа является то, что вертикальная ось стойки проходит рядом с диском, а это при изменении угла атаки дисков в рядах бороны приводит к смещению дисков в сторону от первоначального исходного положения в поперечном направлении и, следовательно, к смещению борозд при почвообработке, что способствует увеличению гребней борозд и к образованию огрехов, т.е. к снижению качества почвообработки.
Известен рабочий орган дисковой бороны (см. патент на пол. модель №75820, А01В, 21/08 от 18.02.2008) также содержащий стойку, подшипниковый узел и сферический диск, имеющий угол атаки и угол наклона к вертикальной плоскости. Вертикальная ось стойки проходит через нижнюю точку диаметра диска. У такого рабочего органа, при изменении угла атаки дисков бороны, не происходит нарушения первоначального исходного положения только нижней точки дисков. Однако, в силу ассиметрии поперечного сечения борозды диска с наклоном от вертикали на угол β, отклонения в сторону левой и правой сторон от нижней точки диска, через которую проходит вертикальная ось, разные, что также при регулировке угла атаки изменяет взаимное расположение дисков, обрабатывающих смежные полоски почвы, способствует образованию огрехов, а, в конечном итоге, ухудшается качество обработки почвы.
Известен рабочий орган дисковой бороны (см. патент ФРГ DE 19630079А}, А01В 7/00 от 26.07.1996) - прототип, содержащий сферический диск, подшипниковый узел и стойку, оканчивающуюся вертикальным шарниром, устанавливающимся на раме бороны. Вертикальная ось шарнира проходит через точку, расположенную на вершине дуги, получаемой на пересечении сферической поверхности диска с поверхностью почвы.
При изменении глубины обработки почвы изменяют и угол наклона диска к вертикали и, соответственно, к поверхности почвы таким образом, чтобы точка, расположенная на вершине дуги, оставалась на пересечении с вертикальной осью шарнира стойки рабочего органа. Качество почвообработки при этом не ухудшается. Однако согласованное изменение угла наклона диска к поверхности почвы при изменении глубины обработки почвы усложняет конструкцию рабочего органа. Для настройки такого рабочего органа необходимо останавливать процесс почвообработки, а если учесть то, что в бороне большое количество сферических дисков, и каждый диск требует индивидуальной настройки, то становится очевидным существенный недостаток такого рабочего органа, как усложнение его конструкции.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции рабочего органа дисковой бороны.
Указанный технический результат достигается тем, что при определенном постоянном угле наклона диска β, угле атаки диска α и средней глубине обработки почвы, вертикальная ось поворота стойки диска в шарнире при изменении угла атаки диска α проходит и ни через нижнюю точку диска, и ни через вершину дуги пересечения диска с поверхностью почвы, а в точке, расположенной между ними, т.е. через вершину дуги пересечения сферы диска с поверхностью почвы при средней глубине обработки почвы, определяемой агротехническими требованиями. При этом радиусы поворота нижней точки диска и вершины дуги пересечения сферической поверхности диска с поверхностью почвы уменьшаются, а это обеспечивает минимальное смещение дисков при изменении угла атаки дисков и без дополнительного и необходимого при этом изменения угла наклона диска. При этом качество обработки почвы остается высоким, но при более простой конструкции рабочего органа, т.е. обеспечивается достижение технического результата - упрощение конструкции рабочего органа дисковой бороны.
Более подробно сущность полезной модели будет изложена ниже на конкретном примере (диаметр диска 560 мм, угол наклона диска к вертикали β=11°. Угол атаки диска может изменяться в пределах 0…30°).
ср
На фиг.1 представлен схематический чертеж рабочего органа дисковой бороны, включающий диск 1, установленный с углом наклона диска к вертикали β, подшипниковый узел 2, стойку 3, установленную в шарнире 4, которая при изменении угла атаки поворачивается вокруг вертикальной оси 5, проходящей через вершину дуги S, являющейся точкой пересечения поверхности диска 1 с поверхностью почвы 6 на средней глубине обработки α. (фиг.1а). Шарнир 4 размещен на раме бороны 7. При изменении угла атаки α (при регулировке), например, в диапазоне от 0° до 30° происходит несущественное смещение точки S в пределах дуги S S' (Рис.1б), что практически составляет при глубине обработки почвы α=6…12 см величину в пределах 2 мм, а это не ухудшает качества обработки почвы, т.е. при более простой конструкции без дополнительного изменения угла наклона диска к вертикали обеспечивается качественная обработка почвы при более простой конструкции рабочего органа.
Для большей наглядности на фиг.2 дан схематический чертеж предлагаемого устройства (фиг.2в) в сравнении с аналогом по патенту на п.м. №75820 (фиг.2а) и с прототипом по патенту ФРГ №19630079 (фиг.2б). Очевидно из фиг.2, что, например, при глубине обработки почвы 12 см, смещение диска при увеличении угла атаки α от 0° до 30° для рабочего органа по патенту на п.м. №75820 (фиг.2а) составляет величину в пределах 10 мм. Это влияет существенно на ширину борозды, а при многорядном расположении рабочих органов на бороне приводит к рассогласованию расположения борозд по ширине захвата и появлению огрехов, т.е. к ухудшению качества обработки почвы (см. приложение).
При тех же условиях и параметрах рабочего органа по патенту ФРГ №19630079 (фиг.2б) смещения не происходит, но для этого при изменении глубины обработки почвы необходимо при помощи специального устройства изменять угол наклона диска к вертикали (β), что усложняет конструкцию рабочего органа. В предлагаемом же устройстве смещение диска, при тех же условиях, составляет 2 мм, что не ухудшает качества почвообработки.
Рабочий орган дисковой бороны работает следующим образом.
Известно, что боронование почвы дисковыми боронами осуществляют заглублением сферических дисков на глубину от 6 см до 12 см. При этом среднее значение заглубления составляет 9 см, угол наклона диска к вертикали β=11°, а угол атаки дисков изменяют в пределах от 0° до 30°.
Из фиг.2в видно, что при средней глубине почвообработки 9 см смещение диска (относительно исходного положения при α=0°) составляет не более 2 мм. Величина гребней борозд (см. приложение) при междисковом промежутке 105 мм и 184 мм по предлагаемому устройству составляет 28 мм и 71 мм соответственно, что меньше, чем у аналога по патенту на п.м. №75820 и практически одинаково в сравнении с устройством по патенту ФРГ №19630079, которое более сложное, чем предлагаемое устройство.
Таким образом, предлагаемый рабочий орган без дополнительной регулировки и механизма этой регулировки обеспечивает хорошие технологические показатели качества почвообработки при упрощенной конструкции, чем и достигается технический результат - упрощение конструкции рабочего органа дисковой бороны.
Полезная модель технически применима. Может быть изготовлена в условиях завода или другого промышленного предприятия.
ПРИЛОЖЕНИЕ
к описанию полезной модели «Рабочий орган дисковой бороны»
2
На фиг.3 и 4 представлены три диска одинакового диаметра с одинаковым углом наклона β и углом атаки 0° и 30°. Глубина обработки 120 мм, а на фиг.3в и 4в - 90 и 120 мм. Расстояние между нижними точками двух дисков, установленных в соседних рядах при угле атаки 0° составляет 184 мм (фиг.3) и 105 мм (фиг.4). У первой пары дисков (фиг.3а и 4а) вертикальная ось поворота дисков при регулировке угла атаки проходит через нижние точки дисков N (фиг.3а, 4а). У второй пары (фиг.3б, 4б) эта ось проходит через вершины линий пересечения поверхности диска с поверхностью почвы S (фиг.3б и 4б). Отличие третьей пары (заявляемой, фиг.3в и 4в) - ось проходит через вершину дуги пересечения поверхности диска с поверхностью почвы S при заглублении диска на среднюю глубину - 90 мм (при минимальной и максимальной глубине обработки почвы соответственно 60 и 120 мм - средняя глубина составляет 90 мм). Расстояние между нижними точками дисков при угле атаки 0° установлено в этих примерах 184 мм (фиг.3) и 105 мм (фиг.4). Для увеличения угла атаки дисков до 30° путем поворота их вокруг их вертикальных осей во всех трех случаях, описанных выше, имеем следующие результаты.
По патенту на п.м. №75820 высота продольных гребней между дисками, обращенными друг к другу выпуклыми сторонами и расположенными в разных рядах и обрабатывающих смежные полоски земли, составляет 83 мм (фиг.3а) и 35 мм (фиг.4а). Во втором случае (по прототипу, патент ФРГ №19630079) - эта величина равна 69 мм (фиг.3б) и 27 мм (фиг.4б). В предлагаемом устройстве (фиг.3в и 4в) без дополнительной регулировки угла наклона диска к вертикали (β) при средней глубине обработки 90 мм высота продольных гребней составляет 71 мм (фиг.3в) и 28 мм (фиг.4в), что несущественно отличается от прототипа (69 мм и 27 мм соответственно), но существенно упрощается конструкция - исключается необходимость регулировки угла наклона диска к вертикали. Следовательно, в целях упрощения конструкции и сохранения расстановки рабочих органов при изменении угла атаки надо сместить вертикальную ось поворота дисков в точку вершины дуги пересечения внутренней сферы диска с поверхностью почвы при средней глубине обработки почвы, в зависимости от величины заглубления, рекомендуемой агротехническими требованиями. В нашем конкретном случае эта величина смещения равна 40 мм. В этом случае без дополнительного изменения угла наклона дисков к вертикали (β) при изменении глубины в диапазоне 90…120 мм и регулировке угла атаки (α) обеспечивается качественная обработка почвы при более простой конструкции рабочего органа, т.е. достигается технический результат.