РОТАЦИОННЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к конструкции рабочего органа почвообрабатывающих машин.
Уровень техники
Известен ротационный рабочий орган почвообрабатывающей машины (В.М. Халамский, Н.В. Горбачев, Сельскохозяйственные машины - М.: Колос С, 2006, с. 93), включающий литые зубовые (игольчатые) диски, собираемые в батареи, соединяемые шарнирно с брусьями машины.
Недостатком данных рабочих органов является их не ремонтопригодность, так как они выполнены из чугуна. Поломка одного зуба приводит к отбраковке всего диска. Соединение их в батареи приводит к забиваемости растительными остатками.
Известен рабочий орган почвообрабатывающей машины (патент Франции №2522461, кл. МПК A01B 33/08, опубл. 22.11.1985). Машина включает в себя редуктор-раму, на вертикальных осях которого смонтированы горизонтальные ножедержатели, на краях которых установлены ножи. Каждый нож наклонен к оси вращения с увеличением сверху вниз расстояния от оси вращения до ножа. При этом в нижней части нож имеет отгиб вперед относительно направления вращения ротора.
Недостатком такого устройства является то, что энергоемкость процесса резания почвы высокая. Большая энергоемкость процесса резания почвы таким ножом вызвана тем, что в верхней части происходит прямое лобовое вырезание стружки почвы из монолита почвы, а в нижней части происходит уже более полное резание (со скольжением), но по сложной кривой, что требует значительных энергозатрат.
Известен ротационный рабочий орган (патент РФ на изобретение №2319328, кл. МПК A01B 29/04, опубл. 20.03.2008), содержащий смонтированные на раме ступицы с закрепленной на них спиралью, на витках которой размещены зубья. В центре массы орудия расположен гидромотор-вибратор, имеющий привод от гидросистемы трактора и два дебаланса с возможностью вращения одного в вертикальной, а другого - в горизонтальной плоскости. Гидромотор-вибратор выполнен с возможностью регулировки частоты вращения дебалансов посредством дросселя-расходомера из кабины трактора при движении и амплитуды вибрации изменением массы радиуса установки дебалансов.
Недостатком известного ротационного рабочего органа является его большая энергоемкость, обусловленная наличием гидромотора-вибратора.
Известно почвообрабатывающее орудие (авторское свидетельство СССР №1438637, кл. МПК A01B 29/04, A01B 21/04, опубл. 23.11.1988), включающее раму и последовательно установленные на ней с возможностью вращения под противоположными углами к направлению движения пустотелые конические барабаны, каждый из которых выполнен в виде пружины с зубьями на ее витках, при этом направление навивки последующей пружины противоположно направлению навивки предыдущей.
Недостатком известного почвообрабатывающего орудия является его высокая энергоемкость из-за наличия угла афронтальности рабочих органов и назначения данного почвообрабатывающего орудия без учета типа почвы, ее гранулометрического состава, физико-механических свойств, а также степени засоренности почвы сорной растительностью, которые одновременно влияют и на качество обработки почвы.
Известна ротационная блочно-модульная борона конструкции Буркова (патент РФ на изобретение №2375858, кл. МПК A01B 19/02, опубл. 20.12.2009), рабочие органы которой выполнены в виде спиралей круглого или прямоугольного поперечного сечения. Рабочие органы шарнирно закреплены на стойках с возможностью вращения. К спиралям перпендикулярно осям витков спиралей жестко прикреплены плоские лопатки, повернутые под углом 30-45° к направлению движения. Лопатки прикреплены к спиралям с равным шагом на каждой четверти ее витка и выполнены вверху шире, чем у основания. Рабочие органы расставлены параллельными рядами с равным шагом так, что каждый последующий ряд смещен относительно предыдущего по ходу движения на длину спирали, а поперек - на величину обрабатываемой полоски одним рабочим органом. Вместе, как минимум, три рабочих органа составляют рабочий модуль и жестко соединенные с одним подрамником и гидроцилиндром составляют автономный блок.
Недостатком известной ротационной бороны является сложность конструкции рабочего органа и как следствие недостаточная надежность технологического процесса.
Известна секция ротационной бороны конструкции Буркова Л.Н. (патент РФ на изобретение №2262218, кл. МПК A01B 21/00, A01B 21/08, опубл. 20.10.2005), рабочий орган которой выполнен в виде шарнирно-посаженного на ось многолопастного диска. Каждая последующая лопасть отогнута в противоположную сторону относительно предыдущей на угол 15-25 градусов относительно вертикали. Диски расположены последовательно, параллельными рядами, в шахматном порядке, причем один ряд относительно предыдущего расположен на раме с перекрытием дисков. Оси каждого диска жестко закреплены на П-образной рамке и снабжены на обоих концах шарнирами. П-образная рамка каждого диска снабжена пружинами и установлена на раме секции с возможностью- перемещения в вертикальной плоскости для обеспечения копирования неровностей поверхности поля на одну треть от максимальной глубины обработки.
Недостатком известного рабочего органа секции ротационной бороны является относительно невысокое качество рыхления почвы, а также отсутствие возможности самоочищения рабочих органов в процессе работы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, принятый авторами за прототип (Технические характеристики бороны-мотыги ротационной, найдено из Интернета: http:www.Borona-Rotacionnaya.ru) является ротационный комбинированный рабочий орган почвообрабатывающей машины МРН-5.6, состоящий из дисков с изогнутыми зубьями, установленных со смещением на одном корпусе, соединенных с помощью жесткой подпружиненной стойки с брусом машины. Зубья закреплены на ступице диска круглой формы.
Существенным недостатком этого рабочего органа является наличие в нем жесткой стойки. Хотя она и подпружинена, перемещение осуществляется только в вертикальной плоскости, поэтому, несмотря на наличие зон деформации почвы из-за отсутствия бокового смещения, вся площадь не обрабатывается. Другим недостатком является наматывание корней растительности на ступицу круглой формы, что приводит к нарушению технологического процесса.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - создание надежного устройства, позволяющего эффективно с достаточной производительностью обрабатывать различные виды почв.
Технический результат, который может быть, достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к улучшению качественных показателей, увеличение доли обрабатываемой площади почвы, созданию мульчирующей поверхности, повышению надежности технологического процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что ротационный комбинированный рабочий орган почвообрабатывающей машины содержит корпус с подшипниковыми узлами, стойку и диски, установленные со смещением на одном корпусе, на ступицах дисков закреплены изогнутые зубья, согласно полезной модели, оси дисков вставлены с разных сторон корпуса со смещением относительно шарнира, причем изогнутые зубья дисков равномерно размещены по окружности на ступицах дисков квадратной формы, при этом корпус шарнирно соединен со стойкой, выполненной в виде плоской ленточной пружины.
Крепление дисков рабочего органа почвообрабатывающей машины может быть реализовано с возможностью демонтажа и переустановки дисков с их поворотом на 180°.
Такое конструктивное решение (фиксация дисков на осях, например, с помощью гаек) позволяет быстро произвести изменение технологического режима почвообработки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен ротационный комбинированный рабочий орган почвообрабатывающей машины, вид сбоку.
На фиг. 2 изображен ротационный комбинированный рабочий орган почвообрабатывающей машины, вид сверху.
На фиг. 3 показана схема работы плоской ленточной пружины.
На фиг. 4 изображен общий вид ротационного комбинированного рабочего органа машины.
Осуществление полезной модели
На фигурах приняты следующие обозначения: диски 1, 2, оси 3, 4, подшипниковые узлы 5, 6, корпус 7, гайки 8, 9, ступицы квадратной формы 10, 11, изогнутые зубья 12, шарнир 13, плоская ленточная пружина 14.
Ротационный комбинированный рабочий орган почвообрабатывающей машины состоит из корпуса 7 и двух дисков 1, 2, оси 3, 4, которых вставлены с разных сторон корпуса 7 со смещением относительно шарнира 13 в подшипниковые узлы 5, 6 с двухрядными подшипниками качения, и зафиксированы гайками 8, 9. На каждой ступице 10, 11 дисков 1, 2 равномерно по окружности закреплено по пятнадцать изогнутых зубьев 12. Корпус 7 через шарнир 13 соединен с плоской ленточной пружиной 14, которая другим концом крепится к брусу почвообрабатывающей машины.
Технический процесс работы ротационного комбинированного рабочего органа почвообрабатывающей машины осуществляется следующим образом.
При рабочем движении машины изогнутые зубья 12 машины контактируют с почвой, создается крутящий момент, заставляющий диски 1, 2 вращаться. При этом возможна установка дисков 1, 2 как для «активной», так и для «пассивной» работы. При активной работе зубья 12 направлены выпуклостью вперед, при пассивной - назад. При пассивной работе в почве образуются лунки, разрушается почвенная корка. Активный режим обеспечивает поверхностное рыхление почвы, вычесывание сорняков. При этом плоская ленточная пружина 14 является упругой опорой, стабилизирующей глубину обработки, обеспечивающее хорошее копирование микрорельефа поверхности почвы. Кроме того, такая пружина работает как на изгиб «N», так и на кручение «K» (фиг. 3). Такое кручение обеспечивает поворот ленточной пружины 14, что позволяет существенно увеличивать зону обработки почвы, чего не могут делать аналогичные рабочие органы.
По данным испытания рабочих органов прототипа, уничтожение проростков сорняков составило 27,5%. При работе предлагаемого рабочего органа, уничтожение проростков сорняков при однократном проходе составило 57,2%, при двукратном - 82,1%. Оставшееся количество сорняков уже не является вредным.
На ступицы 10, 11 квадратной формы (фиг. 4) сорные растения не наматываются, что повышает надежность технологического процесса.
Таким образом, предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипами и известными техническими решениям, имеет следующие преимущества:
- повышаются качественные показатели, увеличивается площадь воздействия зубьев на почву, степень крошения, за счет поворота зубьев в процессе работы;
- исключается наматывание сорных растений;
- улучшается копирование поверхности почвы за счет установки упругой плоской ленточной пружины.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для поверхностной обработки почвы, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».