РАБОЧИЙ ОРГАН ДИСКОВОЙ БОРОНЫ
WORKING MEMBER OF DISK HARROW

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам дисковых борон.
Известен рабочий орган дисковой бороны (RU №95450 от 15.03.2010), содержащий размещенную в корпусе ось с регулировочной гайкой и стопорным элементом выполненным в виде кернения, передний и задний упорно-радиальные подшипники и фланец крепления ножа, корпус снабжен передней крышкой с уплотняющим элементом, а регулировочная гайка установлена на оси со стороны крепления ножа перед его плоскостью и контактирует с передней крышкой, в задней части корпуса установлен дополнительный уплотнительный элемент.
Недостатком этого рабочего органа является то, что в процессе работы из-под ножа (диска) выбрасываются потоки почвы, которые целиком захватывают нижнюю часть корпуса с выступающей из него осью, поэтому образуемый их сопряжением лабиринт и установленный между ними дополнительный уплотняющий элемент также находятся в зоне этих потоков, в результате чего в лабиринт попадают частицы почвы, которые, постепенно заполняя его, доходят до дополнительного уплотняющего элемента в зону контакта его подвижной части с неподвижной осью, что со временем приводит к износу этой части уплотнения и в последующем попаданию абразивных частиц почвы непосредственно в подшипниковый узел, вызывая его быстрый износ. Таким образом, несмотря на удобство регулирования зазоров в подшипниковом узле этого рабочего органа, безремонтный срок его службы определяется сроком службы дополнительного уплотняющего элемента, который в данном случае является не таким уж долгим из-за недостаточной защиты от проникновения абразивов почвы в его рабочую зону.
Известен рабочий орган дисковой бороны, принятый нами за прототип (RU №131559 от 24.01.2013), содержащий стойку с осью, режущий диск, вращающийся корпус подшипника, крышку, двухрядный радикально-упорный роликовый подшипник с предварительно отрегулированным осевым зазором, закрытый и заполненный смазкой, к вращающемуся корпусу подшипника с помощью болтов крепится режущий диск, между режущим диском и подшипником установлена крышка, ось неподвижно закреплена в кронштейне, кронштейн закреплен на стойке с помощью болтов, а корпус подшипника и кронштейн между собой образуют лабиринтное уплотнение, ось в кронштейне может быть закреплена неподвижно посредством штифта, гайки и стопорной шайбы, при этом ось имеет резьбовую часть с лыской или корончатой гайкой и шплинтом, при этом ось также имеет резьбовую часть.
Недостатком данного рабочего органа дисковой бороны также является расположение защитного лабиринта в зоне выброса потоков почвы из-под диска в процессе работы, а также вход в лабиринт со стороны диска, что приводит к постепенному заполнению лабиринта почвой с последующим ее попаданием в зону защиты закрытого двухрядного радиально-упорного роликового подшипника. Это вызывает быстрый износ защиты и попадание абразивов почвы в сам подшипник, который, изнашиваясь, выводит из строя в целом рабочий орган. Таким образом, в данном подшипниковом узле рабочего органа также нет достаточной защиты уплотнений от попадания в их зону почвенных абразивов.
Целью изобретения является значительное увеличение надежности и срока службы подшипникового узла дискового рабочего органа за счет исключения прямого попадания потоков почвы, выбрасываемых дисками в процессе работы в зазор между подвижной и неподвижной частями подшипниковых узлов дисковых рабочих органов, а также изменение положения входа в лабиринт и его направления и введение в лабиринт дополнительного кольцевого уплотнения, которое его перекрывает, при обеспечении безразборного регулирования зазоров в подшипниковых узлах в процессе эксплуатации и ремонта.
Поставленная цель достигается тем, что в известном рабочем органе дисковой бороны, содержащем стойку, кронштейн с неподвижно закрепленной осью с упором, установленный на оси с упором посредством подшипников вращающийся корпус подшипников с фланцем, к которому с помощью болтов крепится режущий диск, крышку, а вращающийся корпус подшипников с фланцем и кронштейн между собой образуют лабиринтное уплотнение, ось с упором имеет резьбовую часть с лысками и неподвижно закреплена в кронштейне с помощью гайки и стопорной шайбы, причем между вращающимся корпусом подшипников с фланцем и режущим диском установлена крышка с прокладкой, а кронштейн и подшипник имеют распорное кольцо, на котором установлена уплотнительная манжета, при этом диаметр вращающегося корпуса подшипников с фланцем больше диаметра кронштейна, который входит в торцевую выточку вращающегося корпуса подшипников с фланцем, образуя дополнительный изгиб лабиринта, причем лабиринты заполнены консистентной смазкой, а в торцевой выточке вращающегося корпуса подшипников с фланцем установлено уплотнительное кольцо и размещен до упора в кольцо выступ кронштейна, при этом наружная поверхность вращающегося корпуса подшипников с фланцем со стороны кронштейна срезана под углом 15°-35° к оси на величину по торцу, равную 2/3 разности диаметра вращающегося корпуса подшипников с фланцем и диаметра части кронштейна, которая также срезана под углом 15°-35° к оси под тем же уклоном, причем на оси имеются две симметрично расположенные лыски, а резьбовая часть оси имеет диаметр, равный расстоянию между лысками, при этом кронштейн имеет отверстие с выступами, соответствующими лыскам оси, а глубина выступов меньше ширины лысок.
Указанные отличия являются существенными, так как введение в конструкцию рабочего органа дисковой бороны крышки с прокладкой между фланцем вращающегося корпуса подшипников с фланцем и режущим диском полностью исключает возможность проникновения абразивных частиц почвы в подшипниковый узел со стороны режущего диска, принятие диаметра вращающегося корпуса подшипников с фланцем больше диаметра кронштейна, который при этом входит в торцевую выточку вращающегося корпуса подшипников с фланцем, обеспечивает создание дополнительного изгиба лабиринта и расположение входа в лабиринт со стороны стойки, т.е. со стороны, противоположной направлению движения потоков почвы, выбрасываемых из-под дискового ножа в процессе работы дискового рабочего органа, что исключает прямое впрессовывание почвы в этот лабиринт, а введение среза наружной поверхности вращающего корпуса подшипников с фланцем со стороны кронштейна, а также части самого кронштейна под углом 15°-35° к оси создает условия, при которых почвенные потоки, попадая на эти срезы, изменяют свое направление движения таким образом, что они проходят над входом в лабиринт, образуя в зоне входа в лабиринт пониженное давление всасывания, что также исключает попадание абразивных частиц почвы в зону уплотнений подшипникового узла. Установка в лабиринте уплотнительного кольца, которое его перекрывает, и заполнение лабиринта консистентной смазкой полностью исключают всякую возможность попадания в него даже пылевидных частиц почвы.
Введение симметричных лысок на оси и соответствующих выступов в отверстии кронштейна позволяет проводить регулировку зазоров в подшипниках подшипникового узла дискового рабочего органа без его разборки по мере потребности, которая может со временем возникать из-за процессов естественного износа.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен рабочий орган дисковой бороны в разрезе, на фиг. 2 показано то же, разрезы показывают, как крепится крышка к фланцу вращающегося корпуса подшипников с фланцем и режущий диск, а также фиксация гайки стопорной шайбой.
Рабочий орган дисковой бороны состоит из стойки 1, кронштейна 2 с неподвижно закрепленной осью 3 с упором 4, на которой установлены подшипники 5, расположенные во вращающемся корпусе подшипников 6 с фланцем 7, к фланцу 7 посредством болтов 8 через прокладку 9 крепится крышка 10, к фланцу 7 с крышкой 10 болтами 11 крепится режущий диск 12, кронштейн 2 в сопряжении с вращающимся корпусом подшипников 6 с фланцем 7 образуют лабиринт 13, при этом диаметр вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 больше диаметра части кронштейна 2, который входит в торцевую выточку 14 вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7, образуя дополнительный изгиб лабиринта 15, причем лабиринты заполнены консистентной смазкой, а в торцевой выточке 14 вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 установлено уплотнительное кольцо 16 и размещен до упора в кольцо 16 выступ 17 кронштейна 2, наружная поверхность вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 со стороны кронштейна 2 срезана под углом 15-35° к оси на величину по торцу, равную 2/3 разности диаметра вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 и диаметра части кронштейна 2, которая также срезана под углом 15-35° к оси под тем же уклоном, кронштейн 2 и подшипник 5 имеют распорное кольцо 18, на котором установлена уплотнительная манжета 19, на оси 3 с упором 4 (с противоположной стороны упора 4) расположены две симметричные лыски 20 и резьба 21, имеющая диаметр, равный расстоянию между этими лысками 20, ось 3  с лысками 20 входит в кронштейн 2, имеющий отверстие с выступами 22, соответствующими лыскам 20 оси 3, причем глубина выступов 22 меньше ширины лысок 20. На кронштейне 2 ось 3 крепится гайкой 23, фиксируемой стопорной шайбой 24. В оси 3 с упором 4 расположен канал 25 для подвода смазки к подшипникам 5 и тавотница 26.
Работает рабочий орган дисковой бороны следующим образом. Рабочий орган верхней частью стойки 1 устанавливают в отверстие рамы дисковой бороны, где закрепляют ее посредством шайбы и болта, поводок стойки соединяют с продольной тягой дисковой бороны (не показано), при этом устанавливается угол атаки дисков, после этого собранная дисковая борона цепляется за трактор и выводится на край обрабатываемого участка, затем переводят агрегат в рабочее положение и начинают движение. В процессе движения, а также под действием собственного веса дисковой бороны режущие диски 12 врезаются в почву, подрезают ее, крошат и выбрасывают вдоль режущих дисков 12 веером, который захватывает почти всю длину вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7, а также неподвижный кронштейн 2, где основная часть потока почвы движется вдоль режущего диска 12 и ударяется о низ вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 в зоне его соединения с режущим диском 12, но так как они образуют цельный узел, то почва после удара, не нанося вреда рабочему органу, падает обратно на поверхность обрабатываемого поля, та часть почвенного потока, которая попадает в зоны среза по углом 15°-35° вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7 и кронштейна 2, получает после удара направление движения вдоль этих срезанных поверхностей, на большой скорости пролетает над входом в дополнительный изгиб лабиринта 15, образуя в этой зоне всасывающую силу, которая не позволяет абразивным частицам почвы проникнуть в дополнительный изгиб лабиринта 15. Так как дисковые рабочие органы работают в сильно запыленных условиях, то абразивные частицы почвы могут проникнуть в дополнительный изгиб лабиринта 15, а затем в лабиринт 13, например, в верхней части. Для того чтобы этого не произошло дополнительный изгиб лабиринта 15 перекрыт от лабиринта 13 кольцевым уплотнением 16, а также заполнен консистентной смазкой. Это предотвращает возможность попадания абразивных частиц почвы в зону расположения уплотнительной манжеты 19. Если учесть то, что потоки почвы, выбрасываемые режущими дисками 12 в процессе движения, формируют также и поток воздуха того же направления, а вход в дополнительный изгиб лабиринта 15 расположен с противоположной стороны за телом вращающегося корпуса подшипников 6 с фланцем 7, то попадание абразивных частиц почвы в него практически невозможно. Если в процессе естественного износа подшипников 5 в них увеличился зазор более допустимого, то достаточно отогнуть стопорную шайбу 24 от гайки 23, затем вращением гайки 23 установить необходимый зазор в подшипниках 5, после чего вновь стопорной шайбой 24 зафиксировать гайку 23. Тавотница 26 и канал 25 служат не только для подвода консистентной смазки к подшипникам 5, но и для заполнения ею лабиринта 13 и дополнительного изгиба лабиринта 15. Таким образом, введение указанных изменений в конструкцию рабочих органов дисковой бороны значительно увеличивает надежность и срок их службы, а возможность регулирования зазоров в подшипниках 5 без разборки, которые могут увеличиваться из-за естественного износа, существенно упрощает обслуживание и облегчает ремонт.