БОРОНА ДИСКОВАЯ

Заявляемая полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и, в частности, к дисковым почвообрабатывающим орудиям.
Известен дисковый рыхлитель почвы (Патент на полезную модель 164210 опубликован 20.08.2016), содержащий вращающиеся диски на С-образной стойке, шарнирно соединенной с рамой и подпружиненной относительно нее упругим элементом с установленным маятниковым виброустройством. Маятниковое виброустройство выполнено в виде двух ударников со стойками, шарнирно закрепленными на двуплечем поворотном рычаге по обе стороны С-образной стойки с двумя бойками и стопорами, которые входят в боковые фигурные пластины рычага, а в нижней части С-образной стойки, сзади, между двумя вращающимися дисками, установлен рыхлящий вращающийся диск под углом атаки, противоположным углу атаки передних дисков.
Недостатками известного дискового рыхлителя являются малый срок службы конструкции, низкая надежность и технологичность.
Наиболее близким аналогом к заявляемому решению, является борона дисковая (Патент на полезную модель 68839 опубликован 10.12.2007), содержащая раму, состоящую из соединенных между собой продольных и поперечных балок, С-образные стойки, выполненные из листовой пружинной стали и закрепленные своими верхними концами на поперечных балках, диски, закрепленные на нижних концах С-образных стоек с возможностью вращения. Верхний конец каждой С-образной стойки соединен с поперечной балкой и содержит поводок, который, в свою очередь, шарнирно соединен с регулировочной тягой, установленной с возможностью перемещения и фиксации вдоль поперечной балки.
Основными недостатками известного прототипа также являются малый срок службы конструкции, низкая надежность и технологичность.
Целью заявляемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков для достижения таких технических результатов, как увеличение срока службы конструкции, повышение надежности и технологичности.
Поставленная цель достигается следующим образом: борона дисковая, содержащая металлический каркас в виде рамы, состоящий из продольных и поперечных балок, оснащенный закрепленными на нем дисками, надетыми на валы и составляющие дисковые батареи, колеса с осями, закрепленные на поперечных балках металлического каркаса, к которому закрепляются С-образные рессорные стойки, выполненные из пружинной стали, закрепленные верхними концами на поперечных балках, а нижними концами закрепленные к дисковым батареям, характеризующаяся тем, что нижний конец С-образной рессорной стойки, соединен с дисковой батареей посредством дополнительного П-образного кронштейна, представляющего собой две вертикальные стенки с горизонтальной верхней планкой, при этом в нижней части вертикальных стенок расположены отверстия, с закрепленными в них осями, посредством которых осуществляется сопряжение С-образной рессорной стойки с подшипниковым узлом, а к горизонтальной поверхности верхней планки плотно примыкает своей плоской внешней поверхностью нижний конец С-образной рессорной стойки, закрепленный крепежными элементами, так что верхний и нижний конец С-образной рессоры плоскопараллельны друг другу.
Заявляемая борона дисковая в частности может характеризоваться тем, что С-образная рессорная стойка выполнена из полосы стали марки 60С2А толщиной 32 мм.
Заявляемая борона дисковая в частности может характеризоваться тем, что С-образная рессорная стойка выполнена из полосы стали длиной 1046 мм, шириной 65 мм, с разбросом размеров на±1%.
Заявляемая борона дисковая в частности может характеризоваться тем, что С-образная рессорная стойка обеспечивает вертикальный ход диска, не превышающий 40 мм.
Заявляемая борона дисковая в частности может характеризоваться тем, что С-образная рессорная стойка дополнительно содержит ограничитель сжатия, который может быть выполнен в виде вертикального штыря, прикрепленного к внутренней поверхности ее верхнего конца.
Заявляемая борона дисковая в частности может характеризоваться тем, что дополнительно содержит фаркоп, закрепленный на снице для соединения с трактором.
На Фиг. 1 показан общий вид (вид сбоку) заявляемой бороны дисковой, на Фиг. 2 представлено схематическое изображение диска с П-образным кронштейном и подшипниковым узлом, где цифрами обозначено следующее:
1. Металлический каркас в виде рамы
2. Дисковые батареи
3. Колеса
4. Диск
5. Балка
6. Крепление С-образной рессорной стойки к балке
7. С-образная рессорная стойка
8. Подшипниковый узел
9. Вертикальные стенки П-образного кронштейна
10. Горизонтальная верхняя планка П-образного кронштейна
11. Ось подшипникового узла
12.Ограничитель сжатия С-образной рессорной стойки
13. Фаркоп для соединения с трактором
14. Сница
Представленная на фигуре борона дисковая устроена нижеследующим образом.
На металлическом каркасе в виде рамы 1, крепятся дисковые батареи 2, закрепленные на балке 5, при помощи крепления 6. Между дисками 4 расположены подшипниковые узлы 8. Дисковая батарея 2 крепится к С-образной рессорной стойке 7 при помощи подшипникового узла 8, осей подшипникового узла 11, вертикальных стенок 9 и горизонтальной верхней планки 10 П-образного кронштейна. Для соединения с трактором дисковая борона дополнительно может содержать фаркоп 13, закрепленный на снице 14, и для удобства последующего перемещения на каркасе 1 закреплены колеса 3.
При этом С-образная рессорная стойка может быть выполнена, например, из полосы стали прямоугольного сечения марки 60С2А толщиной 32 мм., при этом длина полосы, которая может составлять в частности 1046 мм., при ширине 65 мм., с общим разбросом этих размеров ±1%. Заявителю опытным путем удалось выяснить, что в данном случае представленные параметры С-образной рессорной стойки в дисковых боронах позволяют придать такой детали необходимую и достаточную упругость для обеспечения вертикального хода диска до 40 мм, что дает возможность сглаживать ударную волну в случае попадания на пути бороны твердых препятствий, таких как камни, плотные комья земли, посторонние предметы и т.п. В результате, за счет снижения ударных нагрузок, повышается надежность функционирования заявляемого устройства, ее ремонтопригодность, а также несомненно увеличивается срок службы (долговечность) данной конструкции.
Кроме того, на бороне дисковой может располагаться ограничитель сжатия С-образной рессорной стойки 12, возможно выполненный в виде вертикального штыря, прикрепленного к внутренней поверхности ее верхнего конца. Ограничитель сжатия, при наезде на крупное препятствие, и значительном изгибе С-образной рессорной стойки, упирается в нее и не дает пластине совершать изгибы, приводящие к деформации ее структуры и невозврату в исходное состояние. Таким образом, с одной стороны свободный ход диска до 40 мм, а с другой стороны - его ограничение, позволяют демпфировать ударные нагрузки на борону и не дают деформироваться ее С-образной рессорной стойке, увеличивая, таким образом, срок службы конструкции и повышая ее надежность.
Применение в конструкции бороны П-образного кронштейна, представляющего собой конструкцию из двух вертикальных стенок, соединенных сверху посредством горизонтальной верхней планки, позволяет обеспечить ее длительную бесперебойную работу и эксплуатацию. Для сопряжения с П-образным кронштейном, в нижней части вертикальных стенок имеются отверстия, с закрепляемыми в них осями подшипникового узла, которые крепятся непосредственно к подшипниковому узлу, расположенному на валу дисковой батареи. Горизонтальная верхняя планка снабжена отверстиями, соосно располагаемыми с отверстиями плоской внешней поверхности нижнего конца С-образной рессорной стойки. Заявляемая конструкция позволяет при скреплении С-образной рессорной стойки с П-образным кронштейном подшипникового узла, исключить деформацию (в частности, закручивание нижнего конца С-образной рессорной стойки, например, как показано в прототипе). Поскольку используемая полоса металла не перегибается, то, соответственно, при этом не нарушается форма детали (ее верхний и нижний концы остаются плоскопараллельными) и кристаллическая решетка материала, из которого она изготовлена не деформируется, сохраняя в том числе и прочностные свойства металла. Отсутствие перегиба позволяет обеспечить длительную бесперебойную эксплуатацию заявляемой бороны. Надежность срабатывания данного упругого элемента и его долговечность определяется целостностью его геометрической формы еще и потому, что при его изготовлении требуется минимум технологических операций, которые могли бы нарушать прочностные свойства; в нашем случае - полоса металла изгибается только один раз, не нарушая физических свойств материала. С-образная рессорная стойка четко выполняет свои функции в требуемом диапазоне усилий, что также дополнительно увеличивает долговечность и надежность заявляемой конструкции, так как обеспечивается стабильность циклов сжатия (напряжения) - и расслабления пружины (в качестве которой выступает С-образная рессорная стойка), что также увеличивает срок службы заявляемой полезной модели, с одновременным повышением ее надежности.
Поскольку в заявляемой конструкции основным рабочим органом является диск, то в том числе от надежности и технологичности его закрепления, будет зависеть надежность работы бороны в целом. Технологичность процесса закрепления нижнего конца С-образной рессорной стойки его плоской внешней поверхностью к плоской поверхности планки П-образного кронштейна достигается, в частности, благодаря конструкции этого узла, имеющего П-образную форму, позволяющую избежать сборочных сложностей при соединении узла С-образной рессорной стойки с бороной и диском.
Представленная на фигуре борона дисковая действует следующим образом.
Зацепленная фаркопом 13, например, к трактору борона, на колесах 3 транспортируется к месту обработки почвы. При движении бороны, диски сцепляются с почвой и вращаются. Режущая кромка диска отрезает полоску почвы и поднимает ее на внутреннюю сферическую поверхность. Затем почва падает с некоторой высоты и отводится диском в сторону. В результате перемещения по диску и падения почва крошится, частично оборачивается и перемешивается. При наезде диска бороны на камень, диск огибает камень, за счет изгиба С-образной рессорной стойки. После проезда препятствия, рессора возвращается в исходное положение, борона продолжает движение, с прежним нажимом на поверхность почвы. В результате более бережной эксплуатации, все узлы бороны и, в частности, диски, реже выходят из строя и не требуют ремонтных работ.
Таким образом, применение С-образных рессорных стоек с плоскими параллельными поверхностями, закрепленных при помощи дополнительного П-образного кронштейна, представляющего собой две вертикальные стенки с горизонтальной верхней планкой, позволяет добиться заявляемых технических результатов, а именно увеличение срока службы конструкции, повышение надежности и технологичности.
Промышленная применимость.
Заявляемая дисковая борона может быть с успехом применена в сельскохозяйственных нуждах. Изготавливается на специализированных механосборочных предприятиях.