ГИБКАЯ БОРОНА
FLEXIBLE HARROW

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для поверхностной обработки почвы.
Известна гибкая борона, имеющая цепной шлейф, на звеньях которого закреплены разрыхляющие зубья, а также механизм подъема цепного шлейфа. Шлейф присоединен с возможностью вращения к стойкам машины, с которой он агрегатируется (патент РФ №2073391, А01В 19/02, опубл. 20.02.1997 г.).
Основными недостатками известной бороны является то, что в процессе рыхления почвы снижается надежность механизма подъема цепного шлейфа за счет колебаний, возникающих в цепях в процессе их вращения и приводящих к значительному изгибающему моменту на валу, который входит в конструкцию этого механизма. Изгиб по форме усеченного эллипса цепного шлейфа, при отсутствии его натяжения вдоль рабочей зоны обработки, приводит к скоплению растительных остатков и больших комьев в его центре, что ухудшает качество рыхления почвы.
Известна борона гибкая, содержащая раму и соединенный с ней при помощи фрикционных муфт, с возможностью вращения, цепной гибкий элемент, на звеньях которого во взаимно перпендикулярных плоскостях закреплены рыхлящие зубья (патент РФ №2070362, А01В 19/02, опубл. 20.12.1996 г.).
Недостатком бороны является то, что рыхлящие зубья, расположенные на цепном гибком элементе, при его изгибе частично препятствуют вращению гибкого элемента, и в результате этого не происходит полное рыхление почвы и дробление комьев.
Ближайшим аналогом изобретения принята гибкая борона, содержащая раму, установленный на раме с возможностью вращения цепной шлейф, на звеньях которого закреплены попарно сопряженные между собой разрыхляющие зубья с заостренными концами, причем зубья приварены к звену с внешней стороны (патент РФ №2073389, А01В 19/02, опубл. 20.02.1997 г.). Зубья каждой пары расположеныперпендикулярно друг другу и соседним зубьям другой пары. Вершины пар зубьев направлены навстречу друг другу и размещены между элементами звена цепного шлейфа. При движении бороны зубья осуществляют рыхление почвы, при этом пространство между элементами звена шлейфа перекрыто зубьями, что предотвращает забивание звеньев шлейфа остатками сорняков и влажной почвой.
Признаками ближайшего аналога, совпадающими с существенными признаками изобретения, является наличие в гибкой бороне рамы, установленного на раме с возможностью вращения цепного шлейфа, на звеньях которого закреплены попарно сопряженные между собой разрыхляющие зубья с заостренными концами.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности поверхностного рыхления почвы при бороновании, уменьшение диаметра комков почвы при их разрыхлении, повышение эксплуатационной надежности и технологичности, снижение тягового сопротивления бороны.
Ближайший аналог имеет следующие недостатки, препятствующие получению указанного технического результата изобретения. В процессе эксплуатации гибкой бороны происходит износ разрыхляющих зубьев, при замене изношенных зубьев на новые возникает проблема их снятия в процессе ремонта. Также в цепном шлейфе отсутствуют упругие свойства, вследствие чего происходит налипание на цепной шлейф комков почвы и растительных остатков, что в свою очередь не позволяет бороне уменьшать энергоемкость рыхления почвы и самоочищаться, и является существенным недостатком этого устройства.
В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования конструкции ближайшего аналога, которое позволит обеспечить повышение качества поверхностного рыхления почвы подверженной ветровой эрозии при бороновании, позволит увеличить эксплуатационную надежность и технологичность при работе и обслуживании.
Поставленная техническая задача решается тем, что гибкая борона, включающая раму, установленный на раме с возможностью вращения цепной шлейф, на звеньях которого закреплены попарно сопряженные между собой разрыхляющие зубья с заостренными концами, согласно изобретению цепной шлейф выполнен из основных звеньев, имеющих вид упругих круглых колец прямоугольного сечения, дополнительно соединенных между собой промежуточными звеньями, которые имеют вид двух взаимно перпендикулярных полуколец, образованных путем поворота на 90° половины кольца относительно горизонтальной оси, на основных звеньях симметрично относительно горизонтальной и вертикальной осей расположены четыре пары разрыхляющих зубьев, каждая пара разрыхляющих зубьев образована стержнем квадратного сечения, изогнутым по кривой линии, которая имеет вид усеченного эллипса, каждая пара разрыхляющих зубьев дополнительно снабжена быстросъемным элементом крепления к основному звену; согласно изобретению быстросъемный элемент крепления состоит из верхней и нижней фиксирующих пластин и зажимного болта, фиксирующие пластины выполнены с прорезями для разрыхляющих зубьев и зажимного болта, верхняя фиксирующая пластина выполнена Г-образной и имеет проушину для соединения с нижней фиксирующей пластиной.
Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Совокупность существенных признаков изобретения является необходимым и достаточным условием для достижения технического результата. Выполнение цепного шлейфа из основных звеньев, имеющих вид упругих круглых колец прямоугольного сечения, дополнительно соединенных между собой промежуточными звеньями, которые имеют вид двух взаимно перпендикулярных полуколец, образованных путем поворота на 90° половины кольца относительно горизонтальной оси,позволит придать гибкой бороне упругие свойства, что в свою очередь позволит повысить эффективность поверхностного рыхления почвы при бороновании, уменьшить диаметр комков почвы при их разрыхлении, позволит бороне самоочищаться и соответственно избежать налипание на цепной шлейф комков почвы и растительных остатков, позволит снизить тяговое сопротивление, выполнение гибкой бороны с цепным шлейфом, на основных звеньях которого симметрично относительно горизонтальной и вертикальной осей расположены четыре пары разрыхляющих зубьев, каждая пара разрыхляющих зубьев образована стержнем квадратного сечения, изогнутым по кривой линии, которая имеет вид усеченного эллипса, также позволит повысить эффективность поверхностного рыхления почвы при бороновании, уменьшить диаметр комков почвы при их разрыхлении, выполнение каждой пары разрыхляющих зубьев дополнительно снабженной быстросъемным элементом крепления, например, состоящего из верхней и нижней фиксирующих пластин и зажимного болта, фиксирующие пластины выполнены с прорезями для разрыхляющих зубьев и зажимного болта, верхняя фиксирующая пластина выполнена Г-образной и имеет проушину для соединения с нижней фиксирующей пластиной к основному звену, позволит повысить эксплуатационную надежность и технологичность вследствие обеспечения возможности быстрой замены изношенных разрыхляющих зубьев.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показана гибкая борона, вид спереди; на фиг. 2 показана схема крепления пары зубьев к основному звену, вид сбоку; на фиг. 3 показана схема крепления пары зубьев к основному звену в аксонометрии; на фиг. 4 показан фрагмент цепного шлейфа, вид сверху.
Гибкая борона содержит раму 1, установленный на раме 1 с возможностью вращения цепной шлейф 2, цепной шлейф 2 выполнен из основных звеньев 3, имеющих прямоугольное сечения 4, дополнительно соединенных между собой промежуточными звеньями 5, которые имеют вид двух взаимно перпендикулярных полуколец 6 и 7, образованных путем поворота на 90° половины кольца относительно горизонтальной оси, на основных звеньях 3 симметрично относительно горизонтальной и вертикальной осей расположены четыре пары разрыхляющих зубьев 8 с заостренными концами 9, каждая пара разрыхляющих зубьев 8 образована стержнем квадратного сечения 10, изогнутым по кривой линии, которая имеет вид усеченного эллипса, каждая пара разрыхляющих зубьев 8 дополнительно снабжена быстросъемным элементом крепления 11 к основному звену 3, быстросъемный элемент крепления 11 может быть выполнен из верхней 12 и нижней 13 фиксирующих пластин и зажимного болта 14, фиксирующие пластины 12 и 13 выполнены с прорезями 15 для разрыхляющих зубьев 8 и зажимного болта 14, верхняя фиксирующая пластина 12 выполнена Г-образной, и имеет проушину 16 для соединения с нижней фиксирующей пластиной 13.
Гибкая борона работает следующим образом. Перед началом работы с помощью быстросъемных элементов крепления 11 устанавливают на основные звенья 3 пары разрыхляющих зубьев 8 при условии их симметричности относительно вертикальной и горизонтальной осей. В процессе работы, при движении гибкой бороны по полю, разрыхляющие зубья 8 за счет формы усеченного эллипса быстро заглубляются в , имея малый коэффициент трения. Квадратное сечение 10 разрыхляющих зубьев 8 обеспечивает интенсивное разрыхление почвы за счет заостренных концов 9 (угловой кромки рабочей грани), при этом площадь деформации почвы увеличивается за счет прямоугольного сечения 10 разрыхляющих зубьев 8 по сравнению с сечением круглой формы. При возникновении препятствий в виде больших комков и скоплений растительных остатков цепной шлейф 2 может отклоняться назад за счет основных звеньев 3, имеющих вид упругих круглых колец прямоугольного сечения 4, дополнительно соединенных между собой промежуточными звеньями 5, которые имеют вид двух взаимно перпендикулярных полуколец 6 и 7, которые имеют упругие свойства. В цепном шлейфе 2 накапливается потенциальная энергия, которая переходит в кинетическую энергию, при предельном состоянии натяжения цепного шлейфа 2 за счет движения агрегата. При этом кинетическая энергия значительно больше энергии сопротивления препятствий, что вызывает колебания цепного шлейфа 2, которые обеспечивают интенсивное разрыхление больших комков и растительных остатков разрыхляющими зубьями 8. Промежуточные звенья 5, имеющие вид двух взаимно перпендикулярных полуколец 6 и 7 обеспечивают постоянство упругих свойств основных звеньев 3 прямоугольного сечения 4 за счет их взаимодействия между собой в процессе вращения цепного шлейфа 2, а также ограничивают перемещения основных звеньев 3 с разрыхляющими зубьями 8 в продольной оси вращения цепного шлейфа 2. При обработки почвы гибкой бороной почва теряет слитность, что приводит к снижению тягового сопротивления гибкой бороны и повышает степень измельчения почвы. За счет круглых колец основных звеньев 3 прямоугольного сечения 4, которые имеют упругие свойства, борона легко переводится в транспортное положение без провисания.