БОРОНА ДИСКОВАЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к дисковым орудиям, предназначенным для поверхностной обработки почвы, и может быть использовано в почвообрабатывающих машинах и орудиях.
Известно дисковое почвообрабатывающее орудие, содержащее раму, на которой смонтированы поперечные брусья. К ним прикреплены подшипники скольжения. В подшипниках установлены стойки с осями. На осях установлены сферические диски. Диски установлены с возможностью изменения угла атаки путем перемещения тяги. Тяга сообщена с поводком, закрепленным на верхнем конце стойки. Диски установлены вогнутой или выпуклой сторонами соответственно в противоположные стороны и образуют первый парный ряд. В последующих соседних парных рядах диски установлены противоположно относительно дисков первого парного ряда соответственно. Каждый последующий диск смещен в поперечном направлении относительно предыдущего в сторону не обработанной первым рядом дисков междисковой полосы земли. Величина этого смещения равна частному от деления междискового расстояния на количество рядов. Диски имеют угол наклона к вертикальной плоскости, (см. патент РФ №2185044 «Дисковое почвообрабатывающее орудие», МПК АО1В 21/08, опубл. 2002.07.20).
Известен плуг-лущильник дисковый, содержащий раму, диски, регулятор угла атаки дисков, диски установлены автономно рядами на стойках, шарнирно закрепленных на параллельных балках рамы, со смещением одного ряда относительно другого, и снабжены механизмом
поворота к направлению движения, выполненным в виде рычага, жестко соединенного со стойкой и шарнирно с траверсой, параллельной к балке, и винтовой парой. Обеспечивающей продольное перемещение траверсы, а рама, через механизм заглубления дисков, задней и/или передней частью опирается на барабан-выравниватель почвы, который функционально выполняет кроме уровнемера заглубления плуга-лущильника и также роль опоры качения плуга-лущильника, роль дополнительного груза и роль дробителя глыб. (см. Патент РФ №14797 «Плуг-лущильник дисковый», МПК А01В 7/00, опубл. 10.09.2000 Бюл. №23)
ч
з
Наиболее близким техническим решением к предлагаемым вариантам полезной модели является дисковая борона для поверхностной обработки почвы, содержащая раму с поперечными балками, на которых на равных расстояниях, во втулках, консольно, с возможностью синхронного изменения угла атаки дисков в каждом ряду, на индивидуальных стойках, наклонно к горизонтали, на осях установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и ориентированные идентично в каждом ряду. Борона содержит четыре ряда дисковых рабочих органов, закрепленных во втулках рамы, траверсу, механизм регулировки угла атаки дисков, прицепное устройство, опорно-транспортное колесо (для прицепного варианта исполнения), шлейф-каток. Рабочий орган снабжен планкой для управления углом атаки каждого диска в ряду с помощью траверсы. При этом вогнутость дисков каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда, причем диски четных рядов смещены относительно предыдущего рядов на расстояние Δ=2t±0,1D, где t - частное от деления междискового расстояния в ряду L на количество рядов n; D - диаметр диска; а диски третьего ряда смещены относительно дисков предыдущего ряда на расстоянии Δ=t±0,1D. (см. патент РФ №2292695 «Борона дисковая», МПК А01В 21/08, опубл. 2007.02.10)
В известных конструкций дисковых борон используется ступенчатая регулировка шлейф-катка, причем шлейф-каток выполняет роль опорного колеса. Как известно, опорное колесо служит для регулировки глубины обработки почвы. Следует отметить, что такая регулировка заведомо ограничивает глубину обработки почвы или исключает из работы в целом шлейф-каток.
К одному из основных недостатков известных технических решений относится и тот факт, что во время разворота агрегата очень часто выходят из строя оси шлейф-катка. И как показывает практика восстановление эксплуатационных свойств бороны в полевых условиях невозможно.
К недостаткам известных борон относится и не удобство установки углов атаки рабочих органов, а также оказание достаточно большой вертикальной нагрузки прицепного устройства на гидронавесную систему трактора.
Предлагается три варианта полезной модели:
1. Борона дисковая навесная.
2. Борона дисковая полуприцепная - два варианта.
Предлагаемые варианты полезной модели имеют одно и то же назначение и при своем осуществлении дают одинаковый технический результат.
Технический результат заключается в создание бороны дисковой с улучшенными эксплуатационными характеристиками, заключающиеся в повышении надежности, ремонтопригодности, удобстве обслуживания и уменьшение вертикальной нагрузки на гидронавесную систему трактора, а также улучшении агротехнических показателей качества обработки почвы.
Технический результат по первому варианту достигается тем, что в дисковой бороне, содержащей раму с поперечными балками, на которых с возможностью синхронного изменения угла атаки рабочих органов в каждом
ряду, на автономных стойках, наклонно к горизонтали, на осях установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и ориентированные идентично в каждом ряду, и закрепленных к раме, прицепное устройство, шлейф-каток, механизм управления углом атаки, при этом вогнутость дисков каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда, дисковые рабочие органы четных рядов смещены относительно предыдущих на расстояние
где L - расстояние между рабочими органами;
n - количество рядов,
а рабочие органы нечетного ряда смещены относительно рабочих органов предыдущего ряда на расстояние
причем рабочие органы расположены с учетом выполнения условия
и, соответственно, рабочие органы четного или нечетного ряда расположены посередине дисковых рабочих органов предыдущего четного или нечетного рядов бороны.
Шлейф-каток с горизонтальной осью вращения смонтирован на двух подшипниковых узлах, которые являются вращающимися опорами, при этом подшипниковые узлы прикреплены к флянцам шлейф-катка, а оси, прикрепленные к шлейф-катку, установлены с возможностью вращения в
подшипниках, установленных в корпусах, в свою очередь, подшипниковые узлы закреплены через проушины к тягам, посредством которых шлейф-каток шарнирно закреплен к раме, причем к тягам и к раме закреплена цепь подвеса шлейф-катка, а в механизм управления углом атаки рабочих органов дополнительно введена римская гайка.
Технический результат по второму варианту достигается тем, что в дисковой бороне, содержащей раму с поперечными балками, на которых с возможностью синхронного изменения угла атаки дисковых рабочих органов в каждом ряду, на автономных стойках, наклонно к горизонтали, на осях установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и ориентированные идентично в каждом ряду, и закрепленных к раме, прицепное устройство, опорно-транспортное колесо, шлейф-каток, механизм управления углом атаки, при этом вогнутость дисков каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда, рабочие органы четных рядов смещены относительно предыдущих на расстояние
где L - расстояние между рабочими органами;
n - количество рядов,
а рабочие органы нечетного ряда смещены относительно рабочих органов предыдущего ряда на расстояние
причем рабочие органы расположены с учетом выполнения условия
и, соответственно, рабочие органы четного или нечетного ряда расположены посередине рабочих органов предыдущего четного или нечетного рядов бороны, дополнительно введены распорные регулировочные винты, которые установлены и закреплены на одной оси с тягами, посредством которых шлейф-каток шарнирно закреплен к раме.
Шлейф-каток с горизонтальной осью вращения смонтирован на двух подшипниковых узлах, которые являются вращающимися опорами, при этом подшипниковые узлы прикреплены к флянцам шлейф-катка, а оси, прикрепленные к шлейф-катку, установлены с возможностью вращения в подшипниках, установленных в корпусах, в свою очередь, подшипниковые узлы закреплены через проушины к тягам, посредством которых шлейф-каток шарнирно закреплен к раме, причем к тягам и к раме закреплена цепь подвеса шлейф-катка, а в механизм управления углом атаки рабочих органов дополнительно введена римская гайка.
Технический результат по третьему варианту достигается тем, что в дисковой бороне, содержащей основную раму с поперечными балками, на которых с возможностью синхронного изменения угла атаки рабочих органов в каждом ряду, на автономных стойках, наклонно к горизонтали, на осях установлены сферические диски, обращенные вогнутостью в сторону направления движения и ориентированные идентично в каждом ряду, и закрепленных к раме, прицепное устройство, опорно-транспортное колесо, шлейф-каток, механизм управления углом атаки, при этом вогнутость дисков каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда, дисковые рабочие органы четных рядов смещены относительно предыдущих на расстояние
где L - расстояние между рабочими органами;
n - количество рядов,
а рабочие органы нечетного ряда смещены относительно рабочих органов предыдущего ряда на расстояние
причем рабочие органы расположены с учетом выполнения условия
и, соответственно, рабочие органы четного или нечетного ряда расположены посередине рабочих органов предыдущего четного или нечетного рядов бороны, введены и закреплены по бокам рамы дополнительные рамы с дисковыми рабочими органами и дополнительными шлейф-катками, которые жестко закреплены к основной раме, в которую дополнительно введены распорные регулировочные винты, установленные и закрепленные на одной оси с тягами, посредством которых основной шлейф-каток шарнирно закреплен к раме.
Основной и дополнительный шлейф-каток с горизонтальными осями вращения, соответственно каждый, смонтированы на двух подшипниковых узлах, которые являются вращающимися опорами, при этом подшипниковые узлы прикреплены к флянцам каждого шлейф-катка, а оси, прикрепленные к каждому шлейф-катку, установлены с возможностью вращения в подшипниках, установленных в корпусах, в свою очередь, подшипниковые узлы закреплены через проушины к соответствующим тягам, посредством которых каждый шлейф-каток шарнирно закреплен к собственной раме, причем к тягам основной и дополнительным рамам закреплены цепи подвеса основного и дополнительных шлейф-катков, а в механизм
управления углом атаки рабочих органов дополнительно введена римская гайка.
Сущность предлагаемых вариантов полезной модели поясняется чертежами, где изображены на:
фиг.1 - общий вид бороны дисковой (первый вариант - навесной);
фиг.2 - общий вид бороны дисковой (второй вариант - полуприцепной);
фиг.3 - общий вид бороны дисковой (третий вариант -полуприцепной);
фиг.4 - показана схема расположения сферических дисков предлагаемых вариантов бороны дисковой;
фиг.5 - подшипниковый узел основного и дополнительных шлейф-катков;
фиг.6 - механизм управления углом атаки рабочих органов.
Первый вариант исполнения бороны дисковой.
Борона дисковая (фиг.1) состоит из рамы 1 сварной конструкции из продольных 2 и поперечных 3 трубчатых брусьев квадратного сечения, а также вертикальной стойки 4 и растяжек 5, в поперечных брусьях 3 вварены втулки 6 для установки рабочих органов 7, а на крайних продольных брусьях 2 приварены кронштейны 8 для крепления шлейф-катка 9. На переднем поперечном брусе 3 выполнены сцепы 10, а на вертикальной стойке 4 - проушины 11 для соединения бороны с навеской трактора.
Рабочий орган 7 бороны является основным режущим узлом и предназначен для подрезания, скола и оборота пласта почвы, и состоит из стойки 12, к которой двумя болтами 13 и гайками 14 крепится подшипниковый узел 15, с установленным на нем диском 16. Диск 16 прикреплен к фланцу оси шестью болтами 17 и пружинными шайбами 18, при этом вогнутость дисков 16 каждого последующего ряда противоположна вогнутости дисков предыдущего ряда.
Рабочие органы 7 четных рядов бороны дисковой смещены относительно предыдущих на расстояние, которое рассчитывается по формуле (1) (фиг.4):
где L - расстояние между рабочими органами;
n - количество рядов.
Рабочие органы 7 нечетного ряда смещены относительно рабочих органов предыдущего ряда на расстояние, которое рассчитывается по формуле (2):
Рабочие органы 7 расположены с учетом выполнения условия, которое определяется выражением (3):
Соответственно рабочие органы 7 четного или нечетного ряда расположены посередине рабочих органов предыдущего четного или четного рядов бороны.
Шлейф-каток 9 предназначен для разбивания комков и выравнивания поверхности поля и представляет собой сварную конструкцию, барабанного типа. Шлейф-каток 9 (фиг.5) состоит из оси 19, установленной в подшипниковых узлах 20 - опорах подвесок шлейф-катка, с приваренными спиральным металлическим профилем 21.
Шлейф-каток 9 соединен через тягу 22, шарнирно закрепленную к раме 1. Шлейф-каток 9 с горизонтальной осью 19 вращения смонтирован на двух подшипниковых узлах 20, которые являются вращающимися опорами. При этом подшипниковые узлы 20 прикреплены к флянцам 23 шлейф-катка 9, а оси 19 подшипникового узла 20, прикрепленные к шлейф-катку 9, установлены с возможностью вращения в конических роликоподшипниках, установленных в корпусах. В свою очередь, подшипниковые узлы 20 закреплены к тягам 22 через проушины 24. К тягам 22 и к раме 1 закреплена цепь подвеса 25 шлейф-катка 9. Цепь подвеса 25 имеет возможность регулировки положения шлейф-катка 9 по высоте за счет регулировки длины цепей подвеса, что позволяет шлейф-катку 9 работать автономно.
Механизм управления углом атаки 26 дисков 16 рабочего органа 7 предназначен для одновременной регулировки угла атаки дисков 16 в ряду в пределах от 0 до 30 градусов. Для каждого ряда рабочих органов 7 предназначен свой индивидуальный механизм регулировки угла атаки 26 дисков 16 (фиг.6), который выполнен из двух винтов 27, контргайки 28 и дополнительно введенной в механизм 26 римской гайки 29.
Второй вариант исполнения бороны дисковой.
Второй вариант исполнения аналогичен, первому варианту в плане расположения рабочих органов (фиг.4)..
Рабочие органы 7 четных рядов бороны дисковой смещены относительно предыдущих и рассчитывается по формуле (1), а смещение рабочих органов 7 нечетного ряда относительно рабочих органов предыдущего ряда и определяется по формуле (2).
При этом расстояние между рабочими органами и их расположение рассчитывается с учетом выполнения условия, определяемое выражением (3).
В полуприцепном варианте исполнения бороны дисковой (фиг.2) имеется опорно-транспортное колесо 30, а так как во время разворота агрегата в полевых условиях очень часто выходят из строя оси 19 шлейф-катка 9. Данная техническая проблема была решена за счет введения во втором варианте исполнения бороны дисковой дополнительных регулировочных винтов 31. В этом случае один и тот же регулировочный винт 31 работает как на сжатие, так и на растяжение, т.е. ось 19 из жесткого варианта крепления перевели в разборный, что позволило производить замену оси 19 в полевых условиях.
Конструктивное исполнение механизма управления углом атаки 26 дисков 16 рабочих органов 7 (фиг.6) и шлейф-катка 9, а также и соединения последнего к раме 1 (фиг.5) аналогично первому варианту исполнения бороны дисковой.
Третий вариант исполнения бороны дисковой.
Третий вариант исполнения бороны дисковой аналогичен первому и второму вариантам в плане расположения рабочих органов (фиг.4).
Рабочие органы 7 четных рядов бороны дисковой смещены относительно предыдущих и рассчитывается по формуле (1), а смещение рабочих органов 7 нечетного ряда относительно рабочих органов предыдущего ряда и определяется по формуле (2).
При этом расстояние между рабочими органами и их расположение рассчитывается с учетом выполнения условия, определяемое выражением (3).
В полуприцепном варианте третьего исполнения бороны дисковой (фиг.3) также как и во втором варианте имеются опорно-транспортное колесо 30 и регулировочные винты 31. Конструктивное исполнение механизма управления углом атаки 26 дисков 16 рабочего органа 7 и основного шлейф-катка 9, и соединения последнего к основной раме 1 аналогично второму варианту исполнения бороны дисковой.
В третьем варианте исполнения бороны дисковой введены и закреплены по бокам основной рамы дополнительные рамы 32 с дисковыми рабочими органами 33 и дополнительными шлейф-катками 34.
Соединение основной рамы 1 с дополнительными 32 боковыми осуществлено при помощи замков 35.
Основной 9 и дополнительные 34 шлейф-катки с горизонтальными осями вращения 19, 36 смонтированы на двух аналогичных подшипниковых узлах 20 (фиг.5), которые являются вращающимися опорами. При этом подшипниковые узлы 20 прикреплены к флянцам каждого шлейф-катка, соответственно, 9, 34. Оси 19,36, прикрепленные к каждому шлейф-катку 9, 34, установлены с возможностью вращения в подшипниках, установленных в корпусах, в свою очередь, подшипниковые узлы 20 закреплены через проушины 24 (фиг.5) к соответствующим тягам 22, 37, посредством которых каждый шлейф-каток 9, 34 шарнирно закреплен к собственным рамам 1, 32.
Конструктивное решение расположение основного 9 и дополнительных боковых 34 шлейф-катков на одну ось позволило сохранить перекрытие в результате чего все три шлейф-катка работают как одно целое.
К тягам 22, 37 основной 1 и дополнительным 32 рамам закреплены цепи подвеса 25, 38 основного 9 и дополнительных 34 шлейф-катков.
Цепи подвеса 25, 38 имеют возможность регулировки положения шлейф-катков 9, 34 по высоте за счет регулировки длины цепей подвеса, что позволяет шлейф-каткам работать автономно.
Технологический процесс работы дисковой бороны протекает следующим образом.
Сферические диски 16 рабочих органов 7 бороны обрабатывают пласт почвы подобно отвальному корпусу плуга, угол атаки каждого ряда рабочих органов принимают равным и противоположным по ходу бороны.
Это позволяет бороне в агрегате с трактором, двигаясь прямолинейно, равномерно срезать пласт почвы, отваливать в борозду предыдущего ряда и производить его крошение.
Предлагаемые варианты борон дисковых агрегатируется с различными типами тракторов. На краю поля борона дисковая переводится из транспортного положения в рабочее положение гидросистемой трактора. Механизмом управления углом атаки дисков 26 устанавливается необходимый угол атаки рабочих органов 7. Для того, чтобы изменить угол атаки необходимо отпустить контргайку 28 и вращать гаечным ключом регулировочную римскую гайку 29. Римская гайка 29, накручиваясь на винт 27 или скручиваясь с него, перемещает рабочий орган 7 с тягой 39 и поводками 40, поворачивающими каждую ось рабочих органов ряда на заданный угол, контролируемый по шкале с указателем. При накручивании на римскую гайку 29 угол атаки увеличивается, при откручивании - уменьшается.
Рычаг гидрораспределителя трактора устанавливается в плавающее положение, и при включенной передаче трактора агрегат выполняет рабочих ход. Рабочие органы - сферические вырезные диски 16 глубоко врезаются в почву. Вращаясь во время движения агрегата поднимают, переворачивают ее подземный слой и крошат, подрезая растительные остатки и сорняки. Вырезы в дисках 16, а в предлагаемых боронах используются диски с одиннадцатью вырезами, что способствует улучшению дробления пласта, а также подрезанию растительных остатков. Шлейф-каток во всех вариантах исполнения бороны, следуя за дисками, дополнительно разбивает комки почвы и выравнивает поверхность поля. При завершении рабочего хода агрегата борона дисковая с помощью гидроцилиндров выглубляется, агрегат выполняет холостой ход с разворотом и снова занимает рабочую позицию для совершения следующего рабочего хода.
Отличительной особенность предлагаемых вариантов конструкций бороны дисковой от известных состоит в том, что каждый диск расположен на автономной оси, каждый ряд дисков имеет возможность одновременной регулировки угла атаки и рабочей ширины захвата диска, который выполняет при этом роль лемеха и отвала, что способствует лучшему обороту отрезаемого пласта, его крошению, а также снижению требуемого тягового усилия трактора. Отсутствие в конструкции дисковых батарей с единой осью вращения и предлагаемые формулы расчета междисковых расстояний рабочих органов позволяют бороне работать во влажную погоду, на землях с большим количеством пожнивных остатков, а также на землях с любым количеством сорной растительности, при этом исключается их наматывание на ось дисков и плотное забивание пространства между дисками.
Предлагаемые технические решения в целом позволяют улучшить эксплуатационные характеристики, агротехнические показатели качества обработки почвы, удобство обслуживания, повысить надежность и ремонтопригодность, а также уменьшить вертикальную нагрузку на гидронавесную систему трактора.