РОТАЦИОННАЯ БОРОНА ИГОЛЬЧАТАЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим агрегатам для поверхностной, преимущественно, междурядной обработки грунта в период выращивания сельскохозяйственных культур.
Известна ротационная борона-мотыга, включающая батарею из пар дисков, на которых жестко закреплены зубья с косым срезом с овальной поверхностью в сторону, противоположной направлению движения. Диски в паре шарнирно связаны посредством выгнутой штанги с прицепной рамой и расположены один впереди другого под свою борозду [см. пат. США №5190112 по классу А01В 21/04 опубликованный 02.03.1993 года].
Основным недостатком этого агрегата является то, что он не обладает достаточными механическими и прочностными свойствами. Для конструкции этой бороны высока вероятность повреждения ее рабочих органов при бороновании сельскохозяйственных угодий со сложным рельефом.
Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемой за прототип, является ротационная борона игольчатая, включающая батарею пар дисков, присоединенную с помощью изогнутых подпружиненными штанг к прицепной раме, изготовленной из профиля квадратного сечения, а на каждом диске закреплены клиновидные согнутые зубцы с косым срезом с овальной поверхностью, направленной в сторону противоположную направлению движения бороны, причем диски установлены попарно на концах шарнирного разноплечного коромысла, ориентированного в направлении движения бороны, и расположены один впереди другого каждый под свою борозду. Зубцы присоединены к дискам с помощью болтового соединения [см. пат. Российской Федерации №111962 по классу А01В 21/04 опубликованный 10.01.2012 года].
Основным недостатком известного технического решения является ограниченность его функциональных свойств из-за возможности обработки междурядья только по одной технологической схеме - только активное глубокое прокалывание почвы, что обусловлено технической невозможностью поворота дисков таким образом, чтобы косые срезы зубцов оказались в направлении движения.
Вторым недостатком известного технического решения является неуниверсальность бороны, что обусловлено использованием разноплечных коромысел для крепления дисков с зубцами. Разноплечные коромысла вынуждают все диски в батареи устанавливать абсолютно одинаково. Однако иногда возникает задача на грунт в некоторых междурядьях влиять активно, а на некоторых - пассивно, но известная конструкция игольчатой бороны такую возможность исключает.
Третьим недостатком известного технического решения является техническая невозможность «отключения» отдельных пар дисков, в которых нет смысла, например, из-за отсутствия междурядья как такового, или междурядья довольно широкие. Этот технический недостаток вынуждает вообще снимать лишнюю пару (пары) дисков, что трудоемко и требует определенного времени.
Вышеперечисленных недостатков вполне достаточно, чтобы вскрыть техническое (конструктивное) несовершенство и сложность конструкции известной ротационной бороны игольчатой, а также ограниченность ее функциональных возможностей.
В основу полезной модели поставлена задача повышения универсальности бороны ротационной игольчатой посредством расширение ее функциональных возможностей бороны с одновременным повышение надежности рабочих вращающихся органов, за счет возможности использования этого почвообрабатывающего орудия, как в качестве обычной роторной бороны при ранневесеннем боронировании, так в качестве роторного культиватора при междурядной обработки посевов путем обеспечения быстрого перевода рабочих органов из состояния «актив» в состояние «пассив», или вообще частичного их отключения.
Решение поставленной задачи достигается тем, в ротационной бороне игольчатой, включающей батарею пар дисков, присоединенную с помощью изогнутых подпружиненными штанг к прицепной раме, изготовленной из профиля квадратного сечения, а на каждом диске закреплены клиновидные согнутые зубцы с косым срезом с овальной поверхностью, причем диски установлены попарно на концах шарнирного коромысла, ориентированного в направлении движения бороны, и расположенными один впереди другого каждый под свою борозду, согласно предложению, шарнирные коромысла выполнены равноплечными с возможностью разворота на 180° для перевода зубцов из состояния «активные» в состояние «пассивные», а также изогнутые штанги выполнены с возможностью их поднятия вверх для «изъятия» соответствующей пары дисков из процесса боронование, для чего на штанге закреплена дополнительная проушина для перестановки пружины, причем для вращающихся дисков использованы подшипниковые узлы с повышенной пылезащитой, а сами диски с зубцами могут быть выполнены клепаными, литыми или штампованными.
Благодаря выполнению коромысел равноплечными, при их развороте все диски с зубцами в батареи остаются в одной линии, а значит, габаритные размеры бороны в направлении движения остаются неизменными.
Благодаря выполнению коромысел поворотными, появляется возможность перевода зубцов из состояния «активные» в состояние «пассивные», а значит, по-разному влиять на грунт (обрабатывать почву), что увеличивает универсальность ротационной бороны игольчатой и расширяет ее функциональные возможности.
Благодаря возможности поднятия коромысел вверх, появляется возможность изымать соответствующую(ие) пару(ы) дисков из процесса обработки отдельных междурядий почвы, если в этом нет смысла.
Благодаря использованию подшипниковых узлов с повышенной пылезащитой, увеличивается общий ресурс эксплуатации бороны.
Благодаря использованию различных по технологии изготовления дисков с зубцами, увеличивается ремонтопригодность бороны, а также возможность ее использования на различных почвах, используя соответствующие диски.
Таким образом, совокупность заявленных существенных признаков предложенного технического решения относительно ротационной бороны игольчатой, полученных благодаря внесению соответствующих конструктивных изменений, придали новые свойства вращающимся зубовым рабочим органам, что обеспечивает достижение определенного технического результата, сформулированного в постановке задачи.
Дальнейшая сущность предложенного технического решения поясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображено следующее: фиг. 1 - предложенная ротационная борона игольчатая, вид сбоку на секцию батареи дисков с активными зубцами; фиг. 2 - то же самое, с пассивными зубцами и с «изъятой» секцией из процесса боронования.
На прицепной раме 1, выполненной на основе профиля квадратного сечения, жестко закреплено сцепное устройство 2 и шарнирно изогнутые штанги 3 батарей рабочих органов, которые, в свою очередь, закреплены на основной раме с помощью башмака 4 и хомута 5. Для демпфирования нагрузок при движении бороны, штанги 3 закреплены также через пружинные элементы 6. Собранные в батарею рабочие органы представляют собой пары сплошных дисков 7 на горизонтальных осях, расположенных один впереди другого каждый под свою борозду. На дисках 7 жестко с помощью болтового соединения закреплены клиновидные зубцы 8. Каждый зубец 8 выполнен с косым срезом с овальной поверхностью в сторону противоположную направлению движения бороны и обеспечивает формирование борозды глубиной 3÷5 см. Диски 7 закреплены на противоположных концах ориентированного в направлении движения равноплечного коромысла 9 с разных его сторон. Коромысло 9, в свою очередь, прикреплено к изогнутой штанге 3 посредством шарнира 10, который позволяет разворачивать коромысло 9 на 180°. Расположение дисков 7 на плечах коромысла 9 шарнирно предотвращает возможное повреждение бороны при движении по неровной поверхности, также повышенные характеристики по прочности обеспечиваются за счет выполнения дисков сплошными. На выгнутых штангах 3 установлены дополнительные проушины 10 для возможности перестановки пружинных элементов 6 при поднятии штанги 3 вверх.
Предложенная ротационная борона игольчатая работает следующим образом.
Перед началом обработки почвы определяют размер междурядья, и перемещают штанги 3 вдоль прицепной рамы 1, обеспечивая расположение вращающихся зубовых рабочих органов - пар дисков 7 строго в междурядьи. По технологическому заданию обработки почвы, ненужную часть штанг 3 поднимают вверх, и разворачивают коромысла 9 таким образом, чтобы зубцы 8 были активными или пассивными. Понятно, что активными или пассивными может быть только часть зубцов 8, если не все коромысла 9 развернуть на 180°.
Далее, при движении бороны по полю, каждый зубец 8 работает как двухгранный клин. Острием раскалывает и разрезает почву, а боковыми гранями раздвигает, мнет и перемешивает ее частицы, разрушая почвенную корку. Верхняя грань зубца 8, имеющая овальную поверхность, заминает образовавшуюся борозду. При до- и послевсходовом бороновании посева зерновых, пропашных и технически культур в стадии от 2-3 листочков, а также весеннее боронование озимых посевов, рабочие органы бороны хорошо мульчируют верхний слой грунта, разрушая почвенную корку. Таким образом, сохраняется влага, создается идеальный фон для начального развития корневой системы растений, практически полностью уничтожаются нитевидные проростки сорняков, появляется возможность перехода на безгербицидные технологии.
Заявленное техническое решение проверено на практике. Предложенная ротационная борона игольчатая не содержит в своем составе никаких конструктивных элементов и материалов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, в области конструирования сельскохозяйственной техники, следовательно, пригодна для промышленного применения, имеет технические и другие преимущества перед известными аналогами, что подтверждает возможность достижения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках патентной и другой научно-технической информации не обнаружено конструкций и образцов подобных ротационных борон игольчатых с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту на уровне полезной модели, поскольку соответствует критерию «новизна».
Предложенная ротационная борона игольчатая имеет скорость обработки почвы до 20 км/ч со 100% уничтожением нитевидных корней сорняков, полностью разрушая почвенную корку, что создает идеальных фон для начального развития корневых систем культурных растений.
Существенное отличие предложенного технического решения, в сравнении с известными, заключается в возможности по-разному влиять зубцами на грунт путем изменения их активности, изымать из процесса боронование отдельные пары дисков, в наличии пылезащищенных подшипниковых узлов. Указанные отличия, в совокупности, позволяют существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики предложенной ротационной бороны игольчатой, а также придать ей новые свойства, в частности, локально изменять технологический процесс обработки почвы, при одновременном качественном его рыхлении и полном изъятии бурьянов с междурядья. Ни одна из известных конструкций ротационных борон игольчатых не может одновременно владеть всеми перечисленными свойствам, поскольку не содержит в своем составе всей совокупности заявлений ленных существенных признаков.
К техническим преимуществам предложенной ротационной бороны игольчатой, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:
- расширение функциональных возможностей бороны за счет возможности активно или пассивно (в зависимости направления зубцов) влиять или вообще (при поднятых вверх штанга) не влиять на почву за счет выполнение коромысел и штанг поворотными;
- повышение универсальности бороны по той же причине;
- увеличение ресурса эксплуатации бороны за счет использования пылезащитных подшипниковых узлов.
Социально-потребительский эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет увеличения урожайности вследствие высокого качества обработки междурядий, рыхления почвы и извлечения сорняков.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет снижения себестоимости изготовления ротационной бороны игольчатой вследствие упрощения ее конструкции путем внесения соответствующих конструктивных изменений в вращающиеся зубовые рабочие органы.