Рабочий орган дисковой бороны

Техническое решение относится к рабочим органам почвообрабатывающих машин, в частности, к дисковым рабочим органам борон и дискаторов.
Известна почвообрабатывающая двухдисковая секция, содержащая диски, закрепленные на наружных концах вала, установленного в корпусе подшипникового узла секции и закрепленную на корпусе вертикальную стойку (патент России на изобретение №2527063).
Основными недостатками предложенной почвообрабатывающей двухдисковой секции является то, что при работе вырезной диск с большим диаметром, чем у гладкого диска способствует снижению равномерности хода с требуемым углом атаки и увеличению изгибающего момента на щеках стойки двухдисковой секции и, как следствие, снижению ее надежности и выходу из строя.
В качестве прототипа выбрано дисковое орудие содержащее раму, на которой в несколько рядов смонтированы стойки со сферическими дисками, а за вторым рядом сферических дисков закреплены брусья с волнистыми дисками (патент России на изобретение №2332819).
Основным недостатком предложенного дискового орудия является большая повреждаемость дисков при встрече в почве с камнем или подобным, не разрушаемым включением, в следствие жестких стоек сферических и волнистых дисков.
Кроме того, при обработке стерневого фона, а также повышенной засоренности растительными остатками не обеспечивается достаточный сход растительных остатков с межзубового пространства. В результате происходит забивание дисков, что приводит к снижению качества предпосевной обработки почвы и повышению тягового сопротивления рабочих органов, что является существенным недостатком этого устройства.
Задача, на решение которой направлено техническое решение - повышение качества поверхностного рыхления стерневого фона почвы при дисковании, за счет увеличения степени измельчения, смешивания с почвой пожнивных остатков, а также выравнивания поверхности поля.
Технический результат - обеспечить снижение тягового сопротивления и одновременно повысить эффективность поверхностного рыхления стерневого фона почвы при дисковании.
Поставленная задача решается тем, что рабочий орган дисковой бороны содержит раму с жестко закрепленной на ней опорой с дисковыми рабочими органами, опора выполнена в виде упругой стойки, верхняя часть которой имеет вертикальную цилиндрическую пружину с витками, на которых симметрично друг к другу расположены полусферические ударники, а в нижней части упругая стойка имеет болтовое соединение с осью, на которой расположены два дисковых рабочих органа, состоящие из треугольных радиальных сегментов жестко соединенных между собой в виде угловых граней, которые пошагово размещены обратно друг к другу под углом 135-140 градусов с режущей кромкой каждого сегмента в виде логарифмической кривой с положительной кривизной к оси диска.
Признаками ближайшего аналога, совпадающими с существенными признаками технического решения, является наличие в рабочем органе дисковой бороны рамы с жестко закрепленными на ней опорой и дисками.
Отличительными признаками технического решения являются:
- радиальные сегментные дисковые рабочие органы дисковой бороны, подвижно установленные посредством вертикальной витой цилиндрической виброударной пружины на опоре, которая жестко соединена с рамой,
- опора, выполнена в виде упругой стойки, верхняя часть которой имеет вертикальную цилиндрическую пружину с витками, которые обеспечивают колебание стойки как в продольном направлении своего движения по полю, так и в поперечном,
- на витках пружины симметрично друг к другу расположены полусферические ударники, обеспечивающие при колебаниях стойки, вследствие переменного сопротивления почвы, соударения между собой в вертикальной плоскости,
- в нижней части упругая стойка имеет болтовое соединение с осью, на которой расположены два дисковых рабочих органа, состоящие из треугольных радиальных сегментов, жестко соединенных между собой в виде угловых граней, которые пошагово размещены обратно друг к другу под углом 135-140 градусов, такое расположение радиальных сегментов обеспечивает быстрый сход пожнивных остатков и почвы при их измельчении и перемешивании,
- режущая кромка каждого сегмента выполнена в виде логарифмической кривой с положительной кривизной к оси диска, такая форма режущей кромки каждого сегмента соответствует линиям скольжения при измельчении этими кромками растительных остатков, что приводит к отсутствию забивания на стерневом фоне рабочих органов дисковой бороны.
Техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид рабочего органа дисковой бороны, вид сбоку.
На фиг. 2 - то же, вид спереди.
Рабочий орган дисковой бороны содержит (фиг. 1) раму 1 с жестко закрепленной опорой 2 с дисковыми рабочими органами 3. Опора 2 выполнена в виде упругой стойки 4, верхняя часть которой имеет вертикальную цилиндрическую пружину 5 с витками 6, на которых симметрично друг к другу расположены полусферические ударники 7, а в нижней части упругая стойка имеет болтовое соединение 8 с осью 9, на которой расположены два дисковых рабочих органа 3 (фиг. 2) состоящие из треугольных радиальных сегментов 10 жестко соединенных между собой в виде угловых граней 11, которые пошагово размещены обратно друг к другу под углом 135-140 градусов с режущей кромкой 12 каждого сегмента в виде логарифмической кривой 13. При выполнении сегментов с углом менее 135 градусов ухудшается сход почвы, при выполнении сегментов с углом больше 140 градусов не обеспечивается оптимальный коэффициент почвы по металлу.
Рабочий орган дисковой бороны работает следующим образом. При обработке почвы рабочим органом дисковой бороны на его жестко закрепленную опору 2 с дисковыми рабочими органами 3 действует переменная сила сопротивления почвы Р, зависящая от рельефа и физико-механических свойств почвы и наличия на ней пожнивных остатков стерневого фона (фиг. 1). Два дисковых рабочих органа 3 перемещаясь в почве, совершают вращательное движение независимо друг от друга, что приводит к перетиранию пожнивных остатков, находящихся между этими двумя дисковыми рабочими органами 3 (фиг. 2). Почва с пожнивными остатками захватывается и измельчается режущими кромками 12 каждого сегмента 10. При этом происходит стабильное измельчение путем перерезания пожнивных остатков в любой точке режущей кромки 12 за счет того, что она выполнена в виде логарифмической кривой 13 (фиг. 1). Далее почва с измельченными пожнивными остатками за счет вращения дисков 3 с режущих кромок 12 по сегментам 10 сходит на угловые грани 11. Пошаговое размещение граней 11 друг к другу под углом 135-140 градусов обеспечивает частичный оборот пласта почвы с пожнивными остатками и их перемешивание, которое за счет обратного размещения сегментов 10 друг к другу приводит к многократному частичному обороту пласта в различных плоскостях и перемешиванию. В результате этого улучшается качество мульчированного слоя почвы. При работе на тяжелых почвах и сильно засоренном стерневом фоне надежность работы двухдисковых рабочих органов 3 обеспечивает жестко закрепленная опора 2 посредством вертикальной цилиндрической пружины 5 с витками 6, которые для преодоления препятствия в виде камней или других предметов обеспечивают отвод стойки 4 как в продольном направлении своего движения по полю, так и в поперечном (фиг. 1). Полусферические ударники 7 за счет своего симметричного расположения взаимодействуют между собой посредством многократных ударов, которые вызывают механический ударный импульс, перемещающийся от ударников 7, витков 6, болтового соединения 8 с осью 9 (фиг. 2), к режущим кромкам 12 двухдисковых рабочих органов 3 (фиг. 1), что приводит увеличению интенсивности измельчения пожнивных остатков и более качественному рыхлению тяжелых почв. При проходе дисковых рабочих органов 3 почва с измельченными пожнивными остатками равномерно с них сходит в двух направлениях перпендикулярных направлению движения рабочих органов 3.
Измельченные и перемешанные с обрабатываемым пластом почвы пожнивные остатки заполняют неровности рельефа поля, что обеспечивает выровненный слой смульчированной почвы.
Использование предложенного рабочего органа дисковой бороны снизит тяговое сопротивление и одновременно повысит эффективность поверхностного рыхления стерневого фона почвы при дисковании.