БОРОНА ДИСКОВАЯ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к дисковым почвообрабатывающим орудиям.
Предшествующий уровень техники.
Известна дисковая борона по патенту РФ на полезную модель №83890 (МПК А01В 21/08, 2009) [1]. Борона содержит раму с поперечными балками, на которых с возможностью изменения угла атаки дисков в каждом ряду, на стойках, наклонно к горизонтали, с возможностью вращения установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и расположенные в три ряда, отличающаяся тем, что на первом ряду установлены лево- и правооборачивающие дисковые рабочие органы, зеркально расположенные относительно продольной оси, сферические диски второго и третьего рядов ориентированы идентично в каждом ряду, при этом вогнутость дисков третьего ряда противоположна вогнутости дисков второго ряда, а стойки дисковых рабочих органов выполнены дугообразными из пружинной стали и шарнирно закреплены на поперечных балках рамы.
Недостатком известной бороны [1] являются большие энергозатраты на обработку почвы с ее использованием.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является снижение энергозатрат на обработку почвы с использованием заявляемой дисковой бороны.
Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является обеспечение возможности уменьшения количества дисков в ряду бороны при сохранении ее ширины захвата.
Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является обеспечение возможности увеличения ширины захвата бороны при сохранении количества дисков в ряду.
Сущность полезной модели состоит в том, что борона дисковая содержит раму, к которой в три ряда закреплены диски, установленные под острым углом атаки. При этом угол атаки дисков, расположенных по одну сторону от центра первого ряда, противоположен по знаку углу атаки дисков, расположенных по другую сторону от центра первого ряда. При этом угол атаки дисков второго ряда противоположен по знаку углу атаки дисков третьего ряда. При этом диски установлены с горизонтальным смещением вдоль ряда относительно дисков других рядов. Борона отличается тем, что диски второго и третьего рядов установлены так, что они обрабатывают почву путем ее отрыва и сдвига в сторону следа от дисков первого ряда.
Диски в каждом ряду предпочтительно размещены на одинаковом расстоянии друг от друга.
Диски целесообразно снабжать вырезами на режущем крае и закреплять с возможностью изменения угла атаки.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема установки дисков, на фиг.2 - схема обработки почвы заявленной дисковой бороной, на фиг.3 - схема обработки почвы прототипом,
Осуществление полезной модели.
Борона дисковая (фиг.1) содержит раму (1) с поперечными балками, на которых в три ряда с возможностью вращения закреплены выпукло-вогнутые диски (2). Ряды являются параллельными.
Диски (2) закреплены на индивидуальных стойках (не показаны) под острым углом атаки α к направлению движения бороны и углом наклона к вертикали. Диски (2) закреплены с возможностью изменения угла атаки. Диски (2) снабжены вырезами на режущем крае.
На первом ряду закреплено четное количество дисков (2). При этом первая группа дисков (2) размещена в первом ряду справа относительно центра первого ряда, а вторая группа дисков (2) размещена в первом ряду слева относительно центра первого ряда. Количество дисков (2) в первой группе равно количеству дисков во второй группе. Диски (2) первого ряда установлены под одинаковым по модулю углом атаки, но направление (знак) угла атаки дисков (2) первой группы противоположен знаку угла атаки дисков (2) второй группы. Предпочтительно диски (2) первой группы устанавливать под положительным углом атаки (диск (2) повернут на угол α по часовой стрелке относительно направления направления движения бороны), а диски (2) второй группы - под отрицательным углом атаки (диск (2) повернут на угол α против часовой стрелке относительно направления направления движения бороны).
Знак угла атаки дисков (2) второго ряда противоположен знаку угла атаки дисков третьего ряда.
В каждом ряду диски (2) установлены на одинаковом расстоянии друг относительно друга. Диски (2) в соседних рядах установлены с горизонтальным смещением вдоль ряда относительно дисков (2) других рядов. При этом диски (2) второго и третьего рядов установлены так, что они обрабатывают почву путем ее отрыва и сдвига в сторону следа от дисков (2) первого ряда (фиг.2).
Описание работы полезной модели.
При движении бороны дисковой диски (2), вращаясь, заглубляются в почву, срезая и сдвигая полосу почвы в сторону. Благодаря установки дисков со смещением в соседних рядах каждый диск (2) обрабатывает свою полосу, не обработанную другими дисками (2) бороны. При этом диски второго и третьего рядов отрывают и сдвигают почву в сторону борозды, оставленной дисками первого ряда, то есть в сторону уже обработанной почвы.
В заявляемой полезной модели заявляемый технические результаты: «снижение энергозатрат на обработку почвы», «обеспечение возможности уменьшения количества дисков в ряду бороны при сохранении ее ширины захвата» и «обеспечение возможности увеличения ширины захвата бороны при сохранении количества дисков в ряду» достигается за счет того, что борона дисковая содержит раму, к которой в три ряда закреплены диски, установленные под острым углом атаки. При этом угол атаки дисков, расположенных по одну сторону от центра первого ряда, противоположен по знаку углу атаки дисков, расположенных по другую сторону от центра первого ряда. При этом угол атаки дисков второго ряда противоположен по знаку углу атаки дисков третьего ряда. При этом диски установлены с горизонтальным смещением вдоль ряда относительно дисков других рядов. При этом диски второго и третьего рядов установлены так, что они обрабатывают почву путем ее отрыва и сдвига в сторону следа от дисков первого ряда.
Известно, что на обработку почвы путем ее отрыва и сдвига в сторону предварительно открытой борозды тратится меньше энергии, чем при обработке почвы вразвал. При тех же затратах энергии ширина обрабатываемой диском почвы может быть сделана существенно большей. Как показывают расчеты, ширина обрабатываемой полосы при ее отрыве и сдвиге в сторону предварительно открытой борозды увеличивается в 1,3 раза по сравнению с шириной полосы, обрабатываемой путем отрыва и сдвига в сторону необработанной ранее почвы [2, 3].
В прототипе [1] используется три варианта взаимной ориентации пар дисков, обрабатывающих смежные полосы почвы (фиг.3). Диски, находящиеся во втором и третьем рядах, обрабатывают смежные полосы всвал. При этом диск, находящийся в третьем ряду, сдвигает почву в сторону уже открытой борозды диском второго ряда (фиг.4). Диски, находящиеся в первом и втором рядах, обрабатывают смежные полосы вразвал. При этом диски и первого, и второго рядов сдвигают почву в сторону еще необработанной поверхности (фиг.5). Диски первого и второго рядов ориентированы одинаково (фиг.6). Однако ввиду того, что обработка почвы производится сначала дисками первого ряда, а затем дисками второго ряда, почва не обрабатывается путем ее отрыва и сдвига в сторону уже открытой борозды.
Таким образом, в прототипе [1] лишь в одном случае из трех происходит обработка почвы в сторону предварительно открытой борозды. В заявленной бороне дисковой такая обработка происходит в двух случаях из трех. Этим и обеспечивается достижение технического результата.
Промышленная применимость.
Авторами заявленной полезной модели изготовлены опытные образцы, испытания которых подтвердили достижение технического результата.
Заявляемые дисковые бороны реализованы с применением промышленно выпускаемых материалов, могут быть изготовлены на машиностроительном предприятии и найдут широкое применение в сельском хозяйстве.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ на полезную модель №83890, МПК А01В 21/08, 2009.
2. Конарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. М.: Машиностроение, 1983.
3. Прогнозирование технологических параметров дисковых почвообрабатывающих орудий на этапе их проектирования. Журнал «Сельскохозяйственные машины и технологии». 2011, №5.