ДИСКОВАЯ БОРОНА С ОПТИМАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
DISC HARROW WITH OPTIMAL ARRANGEMENT OF ELEMENTS

Настоящее изобретение относится к почвообрабатывающему орудию с рабочими органами, в частности с дисковыми инструментами, расположенными в нескольких рядах, следующих друг за другом в рабочем направлении и расположенных поперек рабочего направления, а также с ходовой частью с, по меньшей мере, одним главным колесом.
Настоящее изобретение в целом относится к почвообрабатывающему орудию, предназначенному для обработки почвы во время движения за трактором с дышлом. В частности, данное орудие может представлять собой дисковую борону, причем описанное ниже изобретение может распространяться и на схожие почвообрабатывающие орудия, то есть орудия схожей конструкции и (или) схожим расположением рабочих органов, например, высевающих дисков, полых дисков, раскряжевщиков, катков, уборочных валков или звездочек, инструментов для планировочных работ или выравнивающих досок. При этом почвообрабатывающее орудие располагается на регулируемой по высоте ходовой части, которую можно также использовать для перевозки почвообрабатывающего орудия по дорогам и улицам в транспортном положении.
В сочетании с данным изобретением особое преимущество могут представлять собой известные механизмы для почвообрабатывающих орудий, например, усилители тяги, с помощью которых можно регулировать или менять распределение сил или массы между трактором и почвообрабатывающим орудием, складные механизмы, с помощью которых можно уменьшать ширину орудия для перевозки по дорогам общего пользования и увеличивать ее для эффективной обработки почвы, а также дополнительные органы, например, инструменты для планировочных работ, катки, в частности для направления по глубине, сетчатые бороны и т.п.. Таким образом, данное изобретение особенно хорошо подходит для почвообрабатывающих орудий с подобными механизмами.
Из ЕР 3122168 А1 известно почвообрабатывающее орудие с дисковыми рабочими органами, у которого отдельные диски закреплены на раме и распределены по заданной этой рамой площади. Недостатком этого орудия является конструкция с вылетом, связанная с тем, что ходовая часть находится за рамой. Такая конструкция приводит, в том числе к тому, что у сочленения «трактор + почвообрабатывающее орудие» имеет большой радиус поворота, что во время работы, особенно при повороте на поле, снижает эффективность.
Существуют другие варианты почвообрабатывающих орудий, в которых ходовая часть находится перед катком для направления по глубине, что позволяет улучшить маневренность сочленения. Подобное решение описано в ЕР 3152990 А1. Подобные подходы существуют и к культиваторам. Однако недостатком этих орудий является то, что расположение лап культиватора или других рабочих органов на раме не обеспечивает высококачественную равномерную обработку почвы.
Таким образом, задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать почвообрабатывающее орудие с рабочими органами, расположенными так, чтобы обеспечивать высокую маневренность, аккуратное трогание с места и равномерную обработку почвы. Еще одна задача изобретения состоит в оптимальном использовании площади рамы, чтобы орудие было как можно более компактным и эффективным.
Эта задача решается путем создания почвообрабатывающего орудия согласно пункту 1 или 2 формулы изобретения. Предпочтительные варианты изобретения описаны в подпунктах формулы.
Почвообрабатывающее орудие из вышеописанной технической области с рабочими орудиями, в частности с дисковыми, которые расположены в нескольких рядах, перпендикулярных рабочему направлению и следующих один за другим в рабочем направлении, и ходовой частью с, по меньшей мере, одним главным колесом, которое поперек рабочего направления смещено вбок от центральной продольной оси на расстояние колеса, причем ходовая часть расположена относительно рабочих орудий так, что относительно рабочего направления спереди, а также слева и справа от ходовой части имеется, по меньшей мере, один рабочий орган; в соответствии с изобретением почвообрабатывающее орудие имеет такую конструкцию, что все рабочие органы, которые находятся в ряду, наиболее удаленном от ходовой части в рабочем направлении, расположены на расстоянии от центральной продольной оси, которое меньше или равно боковому расстоянию колеса.
Так как все рабочие органы, которые находятся в ряду, наиболее удаленном от ходовой части в рабочем направлении, расположены на расстоянии от центральной продольной оси, которое меньше или равно боковому расстоянию колеса, эти орудия можно смещать дальше вперед относительно рядов орудий, занимающих всю рабочую ширину, не ухудшая маневренность почвообрабатывающего орудия. Благодаря этому имеется возможность встроить ходовую часть в ряды рабочих орудий. Рабочие орудия, при равномерном и симметричном расположении в каждом ряду находящиеся на месте ходовой части, то есть, в частности на месте главного колеса или нескольких главных колес, а также между главными колесами, можно располагать перед самым передним полным рядом и, если они расположены в соответствии с изобретением, такое расположение не ухудшает маневренность, равномерность и боковой увод.
Другими словами, начиная, например, с двухрядной дисковой бороны с рабочими органами, симметрично расположенными относительно центральной продольной оси, перед прежде передним рядом находятся несколько рабочих органов, что позволяет освободить место для ходовой части в середине, не снижая маневренность сочленения, а также равномерность и качество обработки почвы.
В этой связи, под главным колесом или несколькими главными колесами следует понимать колесо или колеса, которые в противоположность опорному колесу или колесам непрерывно воспринимают большой вес во время обработки почвы или, по меньшей мере, во время перевозки или разворота.
Под вышеназванным расстоянием колеса понимается расстояние между внешним краем главного колеса и центральной продольной осью. Таким образом, ширина соответствующего главного колеса включается в расстояние колеса. Аналогично, в этой связи, под расстоянием рабочего органа понимается расстояние между внешним краем соответствующего органа и центральной продольной осью.
Таким образом, требование, согласно которому все рабочие органы, которые находятся в ряду, наиболее удаленном от ходовой части в рабочем направлении, расположены на расстоянии от центральной продольной оси, которое меньше или равно боковому расстоянию колеса, выполняется, если все эти органы находятся в пределах рамы с определенными интервалами между центральной продольной осью и наружным краем главного колеса или (внешних) главных колес.
Конструкция согласно изобретению не только обеспечивает маневренность орудия, боковой увод при работе и равномерность обработки почвы. Она также гарантирует высокую устойчивость, так как передние рабочие орудия, если смотреть в рабочем направлении, находятся в передней части треугольника между внешними точками опирания ходовой части и опорной точкой почвообрабатывающего орудия на тракторе и т.п., например, на конце дышла почвообрабатывающего орудия. Благодаря этому ходовая часть может стабильно вести обработку почвы.
Предпочтительно, чтобы у ходовой части было два главных колеса, расположенных на одинаковом расстоянии от центральной продольной оси. Два главных колеса повышают устойчивость почвообрабатывающего орудия по продольной оси, причем очень широкое главное колесо для этого не требуется.
Еще одно почвообрабатывающее орудие согласно данному изобретению имеет центральную продольную ось, рабочие органы, в частности дисковые инструменты, расположенные в нескольких рядах, следующих друг за другом в рабочем направлении и расположенных поперек рабочего направления, а также с ходовую часть с, по меньшей мере, двумя главными колесами, расположенными по обе стороны рабочего направления. Ходовая часть расположена относительно рабочих органов так, что относительно рабочего направления спереди, а также слева и справа от ходовой части имеется, по меньшей мере, один рабочий орган, так что ходовая часть находится в пределах, по меньшей мере, одного из рядов рабочих органов, перпендикулярного рабочему направлению, причем ряд инструментов, расположенный по рабочему направлению дальше всего от ходовой части спереди, не выходит за пределы ходового механизма по ширине.
В отношении этого почвообрабатывающего орудия согласно изобретению следует заметить, что ширина ходовой части зависит от того, в какой зоне поперек рабочего направления в ряду, в котором находится ходовая часть, нет рабочих органов, то есть от того, сколько рабочих органов отсутствуют в зоне ходовой части по сравнению с непрерывным рядом рабочих органов.
Другими словами, рабочие орудия извлекаются из ряда, окружающего ходовую часть по бокам, и размещаются перед изначально передним рядом рабочих орудий. Таким образом, по сравнению с расположением в ЕР 3122168 А1 ходовую часть можно переместить в рабочем направлении вперед, что позволяет уменьшить расстояние колеса, т.е. расстояние между ходовой частью и дышлом или задней осью трактора и улучшить маневренность сочленения, не снижая качество обработки почвы, так как дальние от ходовой части орудия располагаются перед обычно передним рядом орудий и, следовательно, не пропускаются.
Для выравнивания почвы после обработки за рабочими органами для обработки почвы можно расположить выравнивающие инструменты известным способом. Для этого особенно хорошо подходят валки, направляющие листы и (или) сетчатые бороны.
При этом следует заметить, что рабочий орган, который смещен относительно других органов в одном ряду в рабочем направлении на макс, половину расстояния между рядами рабочих органов, следует все еще считать находящимся в том же ряду.
В предпочтительном варианте исполнения на обеих сторонах относительно центральной продольной оси имеется одинаковое количество рабочих органов. Это значит, что, например, при нечетном количестве рабочих органов в ряду в центре, то есть на центральной продольной оси могут находиться рабочие органы. Таким образом, можно предотвратить боковой увод почвообрабатывающего орудия.
Предпочтительно, чтобы слева и справа от центральной продольной оси рядом с рядом орудий, расположенным в рабочем направлении дальше всего от ходовой части и в том же положении в этом направлении находилось минимум по одному опорному колесу, чтобы по бокам рабочих органов этого ряда находились передние опорные колеса.
Опорные колеса увеличивают устойчивость почвообрабатывающего орудия и обеспечивают направление рабочих органов по глубине не только с помощью ходовой части, то есть главными колесами и (или) направляющим катком. Если одно или несколько опорных колес и (или) один или несколько катков направления по глубине расположены за главным колесом, существует возможность компенсации отрицательной нагрузки на опоры во время работы. С этой целью предпочтительно, чтобы опорное колесо или колеса либо каток или катки направления по глубине находились на расстоянии около 30 см за главным колесом или колесами. Это расстояние обеспечивает нужный эффект без необходимости в особенно больших силах от опорного колеса (колес) или катка (катков) направления по глубине, если плечо рычага между опорным колесом/катком и главным колесом невелико, и без отказа от компактной конструкции, если плечо рычага между опорным колесом/катком и главным колесом увеличивается.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения некоторые рабочие органы находятся на среднем сегменте рамы, причем два или несколько органов образуют ряд, расположенный дальше всего от ходовой части в рабочем направлении. Далее предпочтительно, чтобы на левом и правом сегменте рамы находилось несколько рабочих органов. Предпочтительно, чтобы боковые сегменты рамы складывались относительно среднего сегмента рамы по оси, параллельной рабочему направлению, чтобы почвообрабатывающее орудие можно было перемещать между рабочим и транспортным положением, при этом предпочтительно, чтобы ходовая часть находилась на среднем сегменте рамы, а на боковых сегментах рамы находились опорные колеса. В то же время выполняется согласование боковых частей для поддержания рабочей глубины перпендикулярно главному рабочему направлению на неровной почве/поверхности.
Такое предпочтительное распределение рабочих органов обеспечивает равномерную и эффективную обработку почвы, так как конструкция почвообрабатывающего орудия симметрична, очень маневренна и компактна, а также отличается большой рабочей шириной.
Также предпочтительно, чтобы рабочие органы, наиболее далекие от центральной продольной оси и расположенные в самом дальнем от ходовой части ряду в рабочем направлении, были соосны главным колесам ходовой части. При такой конструкции почвы, выбрасываемая рабочими органами, оказывается перед главными колесами ходовой части и уплотняется ими, что делает обработку более равномерной, так как в противном случае главные колеса уплотняли бы поверхность без дополнительной почвы, что без дополнительных мер привело бы к возникновению колей.
В предпочтительном варианте изобретения рабочие органы расположены наискось и предпочтительно представляют собой полые диски, задающие направление выброса, причем направление выброса органов заднего ряда направлено к центральной продольной оси, а направление выброса органов расположенных один за другим рядов попеременно направлено то от центральной продольной оси, то к ней.
Другими словами, при зеркально симметричном расположении рабочих органов относительно центральной продольной оси возможно изменение направления выброса рабочих органов вдоль рабочего направления от ряда к ряду.
Благодаря такой конструкции и расположению рабочих органов можно добиться максимально равномерной и одновременно эффективной обработки почвы рабочими органами. Известная из уровня техники проблема скопления почвы в центре или по краям рабочей зоны (образование насыпи) устраняется благодаря предпочтительному расположению рабочих органов, так как их передний ряд и ряд, в котором также находится ходовая часть, занимает только часть общей ширины рабочей зоны почвообрабатывающего орудия.
Предпочтительно, чтобы для направления по глубине рабочих органов использовалось главное колесо или колеса ходовой части и (или) каток или катки направления по глубине, причем опциональные опорные колеса могут оказывать при этом поддержку. Каток или катки направления по глубине должны быть предпочтительно расположены за ходовой частью в рабочем направлении, чтобы положение рычага для передачи силы, необходимой для направления по глубине, было наиболее эффективным. Так как каток направления по глубине не нужен в качестве опоры для почвообрабатывающего орудия, он, располагаясь за ходовой частью, не оказывает отрицательного влияния на маневренность почвообрабатывающего орудия или сочленения, состоящего из этого орудия и трактора.
Однако можно и сместить находящийся за ходовой частью каток на ширине, достигающей ширины ходовой части, дальше вперед, чем катки или части катков вне ширины ходовой части, то есть на большем расстоянии от центральной продольной оси.
В качестве выравнивающих инструментов за органами для обработки почвы может находиться один или несколько катков и (или) сетчатых борон.
В предпочтительном варианте исполнения, по меньшей мере, один из дополнительных инструментов, который находится на центральной продольной оси или непосредственно рядом с ней, смещается относительно других дополнительных инструментов в своем ряду вперед или назад в рабочем направлении, предпочтительно на 1/3…1/2 своей длины вдоль рабочего направления. Размер смещения предпочтительно составляет 30% или больше, более предпочтительно 50% или больше диаметра дополнительного инструмента, если он имеет форму диска. Таким способом можно предотвратить или уменьшить опасность засорения расположенных поблизости дополнительных инструментов навивающейся на них почвой.
Данное изобретение касается почвообрабатывающего орудия с рабочими органами, расположенными так, чтобы обеспечивать высокую маневренность, аккуратное трогание с места и равномерную обработку почвы. Для максимально компактной конструкции и эффективного производства орудия достигается оптимальное использование площади рамы.
Другие преимущества и варианты изобретения приводятся в следующих описаниях фигур и пунктах формулы изобретения.
На фиг.1 приведен вид сверху на почвообрабатывающее орудие в первом предпочтительном варианте исполнения.
На фиг.2 приведен вид сверху на почвообрабатывающее орудие во втором предпочтительном варианте исполнения.
В следующем описании используются одинаковые обозначения одинаковых или соответствующих компонентов, а повторяющиеся описания не приводятся.
На фиг.1 приведен вид сверху на дисковую борону 10 в первом предпочтительном варианте исполнения. Дисковая борона 10 имеет раму 14 со средним сегментом, левым боковым и правым боковым сегментами, на которой находятся многочисленные полые диски 28. Направления «слева» и «справа» относятся к рабочему направлению А, в котором дисковая борона 10 движется во время работы. С этой целью дисковая борона 10 известным образом цепляется к дышлу трактора с помощью дышла. Боковые сегменты рамы соединены со средним сегментом осями складывания K1 и K2 с возможностью перемещения исполнительными органами из горизонтального рабочего в вертикальное транспортное положение и обратно.
В раме 14 имеется ходовая часть, воспринимающая нагрузку от дисковой бороны 10. Ходовая часть имеет два расположенных на одинаковом расстоянии от центральной продольной оси 22 главных колеса 20.1, 20.2 слева и справа, причем расстояние от центральной продольной оси 22 составляет dr и колеса несут ось среднего сегмента рамы. Помимо ходовой части дисковая борона имеет также пару передних опорных колес 32.1, 32.2. Благодаря шарнирному действию осей складывания K1 и K2 возможно изменение рабочей глубины соответствующих сегментов рамы в зависимости от возникающих перпендикулярно главному рабочему направлению неровностей почвы с помощью опорных колес 32.1, 32.2, а также исполнительных органов.
В данном варианте исполнения полые диски 28 располагаются в трех рядах 30.1, 30.2, 30.3, которые перпендикулярны рабочему направлению А и располагаются один за другим в рабочем направлении А. За задним рядом 30.3, ширина которого задает рабочую ширину дисковой бороны 10, имеются еще катки направления по глубине, кроме того, могут быть предусмотрены выравнивающие и другие дополнительные инструменты.
В заднем ряду 30.3 имеется 16 полых дисков 28 на одинаковых расстояниях dO между собой, причем восемь полых дисков 28 находятся слева от центральной продольной оси 22, а восемь полых дисков 28 справа от центральной продольной оси 22.
В центре заднего ряда 30.3 находится ходовая часть с главными колесами 20.1, 20.2, то есть ходовая часть разрывает задний ряд 30.3, причем ширина ходовой части перпендикулярна рабочему направлению А. В варианте исполнения, показанном на фиг.1, ходовая часть находится с обеих сторон центральной продольной оси 22 на расстоянии d1 от оси 22. Другими словами, в заднем ряду 30.3 отсутствуют некоторые полые диски 28, которые располагались бы в заднем ряду 30.3 при отсутствии ходовой части. В варианте исполнения, показанном на фиг.1, эти полые диски 28 образуют ряд 30.1, расположенные дальше всего от ходовой части в рабочем направлении А. Таким образом, с точки зрения конструкции, полые диски 28 из средней части заднего ряда 30.3, в которой находятся главные колеса 20.1, 20.2 и которая находится на ширине ходовой части, отступая от центральной продольной оси 22 в обе стороны на расстояние d1, располагаются перед рядом 30.2, который в противном случае был бы передним, а в данной ситуации становится средним рядом 30.2. Таким образом, сохраняются ряды 30.1, 30.2, 30.3, причем задний ряд 30.3 с двумя боковыми секциями дисков и передний ряд 30.1 с центральной секцией дисков образуют полный ряд.
Находящийся в рабочем направлении А за задним рядом 30.3 каток направления по глубине, как и ряды 30.1,30.2, 30.3, опирается на сегменты рамы 14 и вместе с полыми дисками 28 рядов 30.1, 30.2, 30.3 может приводиться в вертикальное транспортное положение при складывании боковых сегментов рамы вокруг осей K1, K2 вверх.
Полые диски 28 рядов 30.1, 30.2, 30.3 задают направления выброса. Полые диски 28 заднего ряда 30.3 ориентированы и расположены так, что их направление выброса направлено внутрь, то есть к центральной продольной оси 22.
Перед задним рядом 30.3 находится сплошной средний ряд 30.2, простирающийся на всю рабочую ширину. Полые диски 28 среднего ряда 30.2 задают направление выброса, ориентированное наружу, то есть от центральной продольной оси 22.
Перед средним рядом 30.2 находится передний ряд 30.1, причем направление выброса полых дисков 28 переднего ряда 30.1, как и полых дисков 28 заднего ряда 30.3 ориентировано внутрь к центральной продольной оси 22. У полых дисков 28 переднего ряда 30.1 боковое расстояние ds всех полых дисков 28 относительно центральной продольной оси 22 меньше или равно расстоянию колеса dr. В качестве альтернативы или в дополнение можно выбрать ширину переднего ряда 30.1 так, чтобы боковое расстояние ds всех полых дисков 28 от центральной продольной оси 22 было меньше расстояния инструментов d1, соответствующего расстоянию полых дисков 28 заднего ряда 30.3, которые находятся ближе всего к центральной продольной оси 22. Передний ряд 30.1 является неполным, в данном варианте исполнения он простирается менее чем на половину рабочей ширины дисковой бороны 10.
Этот предпочтительный вариант исполнения позволяет очень равномерно расположить большое количество полых дисков 28 дисковой бороны 10 на компактной раме 14 с встроенной ходовой частью, что обеспечивает высокую маневренность, очень однородную и, следовательно, высококачественную обработку. Выбор и распределение направлений выброса полых дисков 28 в рядах 30.1…30.3 обеспечивают симметричную и равномерную обработку почвы.
На фиг.2 приведен вид сверху на почвообрабатывающее орудие во втором предпочтительном варианте исполнения. Большая часть показанных на фиг.2 компонентов совпадает с компонентами первого предпочтительного варианта, показанного на фиг.1. По сравнению с первым предпочтительным вариантом из фиг.1 второе предпочтительное исполнение из фиг.2 изменено таким образом, что ходовая часть с главными колесами 20.1, 20.2 находится в центре среднего ряда 30.2, так что ходовая часть разрывает средний ряд 30.2 перпендикулярно рабочему направлению А.
В рабочем направлении А за разорванным рядом 30.2 находится сплошной задний ряд 30.3. В остальном характеристики первого варианта исполнения из фиг.1 аналогичны характеристикам первого варианта из фиг.2.
Этот предпочтительный вариант исполнения также позволяет очень равномерно расположить большое количество полых дисков 28 дисковой бороны 10 на компактной раме 14 с встроенной ходовой частью, что обеспечивает высокую маневренность, очень однородную и, следовательно, высококачественную обработку. Выбор и распределение направлений выброса полых дисков 28 в рядах 30.1…30.3 обеспечивают симметричную и равномерную обработку почвы.
Перечень позиций
10 Почвообрабатывающее орудие, дисковая борона
12 Рама
20.1, 20.2 Главное колесо
22 Центральная продольная ось
28 Рабочие органы для обработки почвы
30.1…30.2 Ряды рабочих органов
32.1, 32.2 Переднее опорное колесо
А Рабочее направление
dr Расстояние колеса
ds Расстояние диска
dO Расстояние между органами
d1 Расстояние между рядами