ДИСКОВОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ

Область техники
Полезная модель относится к средствам сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для основной обработки почв. Решение может быть использовано при создании, например, дисковых почвообрабатывающих орудий, обеспечивающих надежную работу дискового режущего узла на почвах, засоренных камнями, с повышенной влажностью и с высокой растительностью.
Уровень техники
Известно устройство - режущий узел дискового почвообрабатывающего орудия (патент РФ №66881), предназначенное для обеспечения надежной работы почвообрабатывающего орудия на засоренных камнями почвах, с повышенной влажностью и с высокой растительностью, состоящее из пружинной стойки, жестко прикрепленной одним концом к раме почвообрабатывающего орудия, а к другому концу которой прикреплен корпус режущего узла с установленным на нем режущим диском. В случае высокой влажности грунта или высокой растительности пружинная стойка позволяет легко производить обработку почвы без забивания рабочего органа, что обеспечивается выносом вперед из зоны обработки крепления корпуса режущего узла к пружинной стойке. Кроме того, при поступательном движении почвообрабатывающего орудия возникают низкочастотные колебания пружинной стойки, за счет чего происходит ее самоочистка от налипшей почвы и растительных остатков.
Недостатком известного технического решения является недостаточная надежность.
Целью предлагаемой полезной модели является создание устройства с возможностью установки режущих дисков под заданными (оптимальными) углами атаки и крена, являющихся важными агротехническими параметрами фронтальных дисковых борон, с одновременным повышением надежности за счет снижения уровня изгибающих усилий, действующих на стойки их рабочих органов.
Поставленная цель достигается за счет того, что в дисковом почвообрабатывающем орудии, содержащем рабочий диск, стойку с двумя концами, узел крепления, раму, ось, подшипник, корпус, крепежную планку, причем рабочий диск соединен с осью, которая закреплена в подшипнике, подшипник закреплен в корпусе, стойка одним концом прикреплена к корпусу посредством крепежной планки, а другим концом прикреплена к раме посредством узла крепления, при этом стойка выполнена в виде части витка цилиндрической пружины, подшипник выполнен необслуживаемым.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре изображен общий вид режущего узла дискового почвообрабатывающего орудия в сборе.
На чертеже обозначены: балка рамы 1, узел крепления 2, болт крепления стойки 3, стойка 4, рабочий диск 5, крепежная планка 6, винт крепления диска 7, корпус 8, винт крепления корпуса 9, винт крепления стойки 10, нижняя планка 11, верхняя планка 12.
Раскрытие полезной модели
Основными элементами устройства являются - рабочий диск 5, корпус 8 и стойка 4, обеспечивающие непосредственное выполнение основной целевой функции устройства - рыхление пластов почвы, разрушение крупных глыб и комьев почвы, в том числе при работе на почвах, засоренных камнями, с повышенной влажностью и с высокой растительностью.
Балка рамы 1 является конструктивным элементом рамы почвообрабатывающего орудия, которая, в свою очередь, представляет собой сварную пространственную конструкцию из балок рамы 1. На балках рамы 1, выполненных, например, из профилированных труб с толщиной стенки 5-6 мм, смонтированы все узлы, механизмы и детали почвообрабатывающего орудия, в том числе установлены, например, с помощью сварного соединения, верхние планки 12 из состава узла крепления 2.
Узел крепления 2 предназначен для установки и закрепления стойки 4 на балке рамы 1. Узел крепления 2 может быть выполнен в виде двух металлических пластин - верхней планки 12 и нижней планки 11, с толщиной, достаточной для нарезания резьбы под винтовое соединение, например, M12-М16. При соединении с помощью винтового и болтового соединений верхней планки 12 с нижней планкой 11 происходит зажим и фиксация одного из концов стойки 4, помещенного в пазы верхней планки 12 и нижней планки 11. Для соединения верхней планки 12 с нижней планкой 11 могут быть использованы винты крепления стойки 10, например, М12-М16, вкручиваемые в резьбовые отверстия верхней планки 12, и болты крепления стойки 3, например, М12-М16, вставляемые в отверстия со стороны нижней планки 11 и затягиваемые гайками со стороны верхней планки 12.
Верхняя планка 12 представляет собой прямоугольную металлическую, например стальную, пластину шириной, не менее чем в 3 раза, превышающей ширину прямоугольного прутка, из которого изготовлена стойка 4. В верхней планке 12 по всей ее длине выполнен прямоугольный паз (далее по тексту - паз) шириной, равной ширине прутка стойки 4, и глубиной, равной, примерно, 1/3 толщины прутка стойки 4. В верхней планке 12 (в непосредственной близости от одной из граней с выходом паза) сделаны два симметричных отверстия диаметром, достаточным для установки болтов крепления стойки 3, например, М12-М16, не проходящие через паз. Около грани, противоположной вышеуказанной грани, в верхней планке 12 сделаны три резьбовых отверстия, например, М12-М16, при этом два крайних отверстия не проходят через паз.
Нижняя планка 11 представляет собой прямоугольную металлическую, например стальную, пластину шириной, не менее чем в 3 раза превышающей ширину прямоугольного прутка, из которого изготовлена стойка 4, с выполненным по всей ее длине прямоугольным пазом с шириной, равной ширине стойки 4, и с глубиной, равной, примерно, 1/3 толщины стойки 4. В нижней планке 11 (в непосредственной близости от одной из граней с выходом паза) сделаны два симметричных отверстия диаметром, достаточным для установки болтов крепления стойки 3, например, М12-М16, не проходящие через паз. Около грани, противоположной вышеуказанной грани, в нижней планке 11 сделаны три отверстия диаметром, достаточным для установки винтов крепления стойки 10, например, М12-М16, при этом два крайних отверстия не проходят через паз.
Рабочий диск 5 является рабочим органом почвообрабатывающего орудия, например, бороны или плуга-лущильника, и представляет собой гладкий или вырезной (т.е. с несколькими полукруглыми вырезами, равномерно расположенными по его периметру) диск диаметром, например, 450, 510 или 660 мм, и толщиной, например, от 4 до 10 мм, имеющий форму вогнутой сферической тарелки Каждый рабочий диск 5 может быть посредством корпуса 8, например, индивидуально установлен на стойке 4 и иметь как наклон (угол крена) относительно вертикали, так и угол установки плоскости рабочего диска 5 к направлению движения почвообрабатывающего орудия (угол атаки), что обеспечивает соответствующую ширину захвата обрабатываемой рабочим диском 5 почвы. Установленный таким образом рабочий диск 5, вращаясь во время работы (т.е. во время движения почвообрабатывающего орудия), разрезает пласты почвы, рыхлит, перемешивает и отваливает почву в сторону, т.е. выполняет роль лемеха и отвала одновременно.
Стойка 4 представляет собой конструктивный элемент, с помощью которого обеспечивается установка и крепление на балке рамы 1 почвообрабатывающего орудия рабочего органа - рабочего диска 5, закрепленного на оси подшипникового узла, установленного в корпусе 8. При этом стойки 4 являются средством индивидуального крепления каждого рабочего органа на балке рамы 1. Стойка 4 может быть выполнена, например, в виде полувитка цилиндрической пружины, изготовленного, например, из прутка пружинной стали прямоугольного сечения, с прямыми участками на концах, предназначенными как для фиксации самой стойки 4 на балке рамы 1, так и для крепления к ней корпуса 8. Прямые участки стойки 4 расположены в параллельных плоскостях, а угол в плане между осями симметрии этих участков определяется углом подъема витков пружины и, по существу, представляет собой угол атаки установки рабочего диска 5. На одном из прямых участков стойки 4 в непосредственной близости от торца сделано отверстие диаметром, достаточным для установки винта крепления стойки 10, например, М12-М16, обеспечивающего фиксацию положения стойки 4 в узле крепления 2. На другом прямом участке стойки 4 по его оси симметрии сделаны два отверстия диаметром, достаточным для установки винтов крепления корпуса 9, например, М12-М16, обеспечивающих крепление крепежной планки 6 к стойке 4.
Корпус 8 предназначен для монтажа в нем подшипникового узла, в котором, например, на конических радиально-упорных (или роликовых) необслуживаемых подшипниках установлена ось. На ось напрессован фланец, к которому с помощью винтов крепления диска 7, например, М12-М16, происходит крепление рабочего диска 5. Корпус 8 представляет собой металлический, например стальной, стакан с выполненными на его внутренней поверхности посадочными местами для установки подшипников подшипникового узла. Рабочая полость подшипников со стороны фланца может быть уплотнена, например, сальником, манжетой или другим уплотнением. Подшипники, например, с помощью специального стопорного винта, вворачиваемого по резьбе, нарезанной внутри корпуса 8 (со стороны, противоположной креплению рабочего диска 5), жестко зафиксированы на своих посадочных местах посредством упора в разрезное пружинное кольцо, вставленное в кольцевую канавку, выполненную с внутренней стороны цилиндрической части корпуса 8. С внешней стороны к цилиндрической части корпуса 8 присоединена, например, с помощью сварки крепежная планка 6.
Крепежная планка 6 предназначена для обеспечения крепления корпуса 8 с помощью винтового соединения к стойке 4. Винтовое соединение выполнено винтами крепления корпуса 9, например, М12-М16. Крепежная планка 6 представляет собой металлическую, например стальную, пластину трапециевидного поперечного сечения длиной, равной длине прямого участка стойки 4, предназначенной для крепления корпуса 8. Крепежная планка 6 одним из торцов присоединена в радиальном направлении, например, с помощью сварки, к цилиндрической части корпуса 8, при этом поверхность крепежной планки 6, образованная меньшим основанием трапеции поперечного сечения, обращена в сторону присоединения рабочего диска 5. На крепежной планке 6 по ее средней линии сделаны два резьбовых отверстия, например, М12-М16, предназначенные для установки винтов крепления корпуса 9, обеспечивающих крепление крепежной планки 6 к стойке 4. Расстояние между осями резьбовых отверстий на крепежной планке 6 соответствует расстоянию между осями отверстий на прямом участке стойки 4, при этом оси резьбовых отверстий перпендикулярны поверхности крепежной планки 6, образованной боковой стороной трапеции поперечного сечения, предназначенной для соединения со стойкой 4. Угол между боковой стороной трапеции и ее высотой в поперечном сечении, по существу, представляет собой угол крена установки рабочего диска 5.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом.
Рабочий диск 5 с помощью винтов крепления диска 7 закрепляют на фланце оси подшипникового узла, смонтированного внутри корпуса 8. В свою очередь, корпус 8 посредством соединенной с ним крепежной планки 6 с помощью винтов крепления корпуса 9 закрепляют на одном из прямых участков стойки 4. Стойку 4 своим другим прямым участком вставляют в паз верхней планки 12 узла крепления 2, приваренной к балке рамы 1. При этом вся стойка 4 располагается со стороны паза верхней планки 12. Закрепление стойки 4 на балке рамы 1 осуществляют нижней планкой 11, которую своим пазом одевают снизу на прямой участок стойки 4 и с помощью винтов крепления стойки 10 и болтов крепления стойки 3 притягивают к верхней планке 12, обеспечивая, тем самым, жесткое закрепление стойки 4 на балке рамы 1. При этом правильность установки стойки 4 и ее фиксация от продольного перемещения в пазах верхней планки 12 и нижней планки 11 обеспечиваются средним винтом крепления стойки 10, пропущенным через отверстие на прямом участке стойки 4.
Установленные на балке рамы 1 почвообрабатывающего орудия - дисковой бороны, до, например, пятнадцати рабочих органов, образует рабочий ряд дисковой бороны. Дисковые бороны могут содержать два или четыре рабочих ряда дисков, при этом ряды рабочих органов монтируют зеркально один к другому. Дисковая борона агрегатируется с трактором, при этом в транспортном положении рабочие диски 5 не соприкасаются с почвой, а в рабочем - рама с установленными на ней рабочими дисками 5 опускается и рабочие диски 5 входят в непосредственный контакт с почвой. При перемещении дисковой бороны по полю трактором, расположенные под углом к направлению движения дисковой бороны рабочие диски 5, вращаясь во время движения трактора, разрезают пласты почвы, рыхлят, перемешивают и отваливают почву в сторону. При этом каждый рабочий диск 5 выполняет функцию как лемеха, так и отвала, что способствует лучшему обороту отрезаемого пласта, его крошению, а также снижению тягового усилия трактора. Исполнение закрепления рабочих дисков 5 на индивидуальных пружинных стойках 4 обеспечивает эффективную работу дисковой бороны на землях с большим количеством растительных остатков, а также на землях с любым количеством сорной растительности, исключая наматывание на ось рабочего диска 5 растительных остатков и плотное забивание ими междискового пространства.
Таким образом, в предлагаемом устройстве реализована конструктивная схема индивидуальной установки рабочих дисков 5 на стойках 4, выполненных пружинными, в виде полувитка цилиндрической пружины. Данная конструктивная схема позволяет обеспечивать установку оптимальных углов атаки (обеспечено углом подъема витков пружины у полувитка стойки 4) и крена (обеспечено углом между боковой стороной трапеции и ее высотой в поперечном сечении крепежной планки 6) рабочего диска 5, что, в свою очередь, обеспечивает необходимую ширину захвата почвы рабочим диском 5 и позволяет рабочему диску 5 устойчиво держать заданную глубину обработки почвы. Применение стоек 4, выполненных пружинными, позволяет при работе почвообрабатывающего орудия рабочим дискам 5 обходить препятствия, совершая при этом возвратно-колебательные движения за счет изгиба стоек 4, при которых происходит очистка рабочего диска от налипания почвы и растительных остатков. Отсутствие в конструкции устройства единой (общей) оси, на которой установлены рабочие диски 5 (т.е. оси дисковой батареи), позволяет дифференцировать нагрузку, приходящуюся на каждый подшипниковый узел, исключая при этом пиковые (максимально возможные) нагрузки, приходящиеся на отдельные подшипниковые узлы в процессе работы почвообрабатывающего орудия. Данное техническое решение приводит к существенному повышению надежности и эксплуатационных характеристик почвообрабатывающего орудия. Применение в подшипниковых узлах необслуживаемых подшипников также существенно повышает эксплуатационные характеристики почвообрабатывающего орудия.