ГИБКАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ БОРОНА Российский патент 1995 года по МПК A01B19/02 A01B19/04 A01B23/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к бороне гибкой вращающейся.

Известна борона гибкая вращающаяся, содержащая предназначенную для установки на транспортном средстве раму с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом, состоящим по меньшей мере из двух модулей, шарнирно связанных между собой и на каждом звене которых закреплены четыре зуба, расположенные попарно взаимно перпендикулярно в одной плоскости (РСТ/SU 91/00136).

Известная борона, благодаря своим конструктивным особенностям, обеспечивает скоростную поверхностную обработку почвы при большом диапазоне изменения ширины захвата обрабатываемой поверхности (от 45 см до 100 м и более) как в предпосевной период, так во всходовый и послевсходовый периоды. Данная борона агрегатируется с пропашным почвообрабатывающими машинами, с почвообрабатывающей техникой общего и специального назначения, с агрегатами для сева и посадки сельскохозяйстенных и лесных культур, с машинами для поверхностного внесения удобрений и с заделкой в почву, а также может использоваться как самостоятельное почвообрабатывающее орудие. По сравнению со всеми существующими боронами известная борона является работоспособной при всех климатических условиях, может работать под водой в рисовых чеках, может работать как зубовая борона или как ротационная игольчатая борона, а также как фреза. Данная борона является универсальной, то есть может быть пропашной и общего назначения, обеспечивает вычесывание корней, корневищ и других растительных остатков выбрасыване их на поверхность, способствует уменьшению поверхностного испарения влаги с поля и регулированию численности растений на единицу площади, а также используется для заделки семян в почву при их поверхностном разбросе. Однако на тяжелых глыбистых и задерненных почвах она недостаточно эффективно разрушает глыбы и извлекает корни и корневища сорных растений, так как воздействует на глыбы каждым зубом практически один раз.

В основу настоящего изобретения положена задача создать борону гибкую вращающуюся с таким расположением модулей гибкого цепного элемента и таким конструктивным выполнением рамы, которые обеспечили бы значительное повышение эффективности дробления тяжелых глыбистых почв и удаления из них на поверхность корневищ и корневых остатков растений за счет многократного последовательного воздействя на глыбы зубьям гибкого цепного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в бороне гибкой вращающейся, содержащей предназначенную для установк на транспортном средстве раму с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом, состоящим по меньшей мере из двух модулей, на каждом звене которых закреплены четыре зуба, расположенные попарно взаимоперпендикулярно в одной плоскости, согласно изобретению, модули гибкого цепного элемента расположены параллельно и закреплены на раме независимо друг от друга.

Целесообразно раму выполнить в виде Т-образной балки, обращенной своим поперечным элементом в сторону, противоположную перемещению, а каждый модуль гибкого цепного элемента одним концом посредством гибкого элемента шарнирно связан с поперечным элементом Т-образной балки, а другим концом шарнирно связан с поперечным брусом, концы которого посредством гибких связей шарнирно связаны с концом продольного элемента Т-образной рамы, установленного с возможностью углового поворота относительно транспортного средства.

Такое конструктивное выполнение рамы и расположение модулей гибкого цепного элемента применяется для поверхностной обработки культурных, каменистых и щебенчатых почвах, а также орошаемых и богарных почвах.

Для предотвращения заглубления поперечного бруса при перемещении бороны по обрабатываемой поверхности почвы и для предварительного крошения глыб и комьев целесообразно на поперечном брусе перпендикулярно ему и с возможностью осевого вращения равномерно установить рыхлящие зубья, рабочая часть каждого из которых расположена под углом к оси его вращения.

Для увеличения производительности путем увеличения ширины захвата можно борону снабдить по меньшей мере одной дополнительной рамой, выполненной в виде Т-образной балки, установленной с основной рамой параллельно и с возможностью продольного перемещения на несущей поперечной балке, установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства.

В тех случаях, когда необходимо осуществить перевод бороны в транспортное положение без перевода в это положение агрегатируемой машины, необходимо модули гибкого цепного элемента расположить параллельно направлению перемещения и концами шарнирно соединить с двумя поперечными балками, концы каждой из которых посредством гибких связей шарнирно связать с ползуном, расположенным с возможностью возвратно-поступательного перемещения на несущей продольной балке, установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства, и взаимодействующим со штоком гидроцилиндра, установленного на несущей продольной балке.

Кроме того, такое конструктивное выполнение способствует проведению полной или частичной очистки модулей гибкого цепного элемента.

Для работы на тяжелых заплывчатых почвах сильно засоренных сорной растительностью, а также на орошаемых и богарных почвах, целесообразно раму выполнть в виде четырехугольника, углы которого посредством гибких элементов соединены с концом несущей продольной балки, установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства, и по меньшей мере один из составных элементов рамы соединить с транспортным средством посредством гибких связей.

В тех случаях, когда необходимо осуществить вычесывание корневищных и корнеотпрысковых сорняков на щебенчатых и каменистых почвах при поперечной стабилизации хода бороны необходимо модули гибкого цепного элемента шарнирно закрепить на поперечных элементах рамы, первый из которых со стороны транспортного средства соединен с ним гибкими связями, а в каждом продольном элементе которой перпендикулярно ему с возможностью осевого вращения равномерно установить рыхлящие зубья, рабочая часть каждого из которых расположена под углом к оси его вращения.

Целесообразно каждый продольный элемент и каждый поперечный элемент рамы выполнить из двух частей, шарнирно соединенных между собой в плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения, и снабженных средствами для их взаимной фиксации в угловом и соосном положениях.

Такое конструктивное выполнение обеспечивает не только боронование, но и выравнивание обрабатываемой поверхности почвы, а также перевод бороны в транспортное положение без отрыва от почвы.

Желательно средство для взаимной фиксации частей каждого элемента рамы в их соосном положении выполнить в виде подпружиненной обоймы, шарнирно установленной на одной из частей элемента и имеющей отверстие для размещения фиксаторов в другой части элемента рамы.

Это обеспечивает жесткое, надежное осевое соединение частей каждого элемента рамы, а также обеспечивает их эластичную связь.

Желательно средство для взаимной фиксации частей элементов рамы в их угловом положении выполнить в виде скобы, устанавливаемой в отверстия, выполненные в каждой из частей элемента рамы.

Такое конструктивное выполнение просто в изготовлении и надежно в эксплуатации.

Целесообразно продольные элементы рамы выполнить в виде плоских синусоидальных пружин, со впадинами которых посредством узла крепления шарнирно связать концами модули гибкого цепного элемента, а поперечные элементы выполнить в виде распорных телескопических штанг с подпружиненными элементами, свободный конец каждого из которых посредством узла крепления шарнирно связать с выступами плоской синусоидальной пружины, при этом с транспортным средством посредством гибких связей соединить продольные элементы рамы.

Такое конструктивное выполнение наиболее эффективно использовать на легких, средних, аридных, переувлажненных тяжелых почвах и почвах вулканического происхождения с выравниванием поверхности.

А для работы на этих же почвах, но засоренных корневищными и корнеопрысковыми сорянками, а также на орошаемых и богарных почвах целесообразно поперечные элементы рамы выполнить в виде плоских синусоидальных пружин, со впадинами которых посредством узла крепления шарнирно связать концами модули гибкого цепного элемента, а продольные элементы рамы выполнить в виде распорных телескопических штанг с подпружненными элементами, свободный конец каждого из которых посредством узла крепления шарнирно соединить с выступом плоской синусоидальной пружины, первую из которых со стороны транспортного средства связать с ним посредством гибких связей и снабдить дополнительной распорной телескопической штангой с подпружиненными элементами.

Необходимо каждый узел крепления выполнить в виде оси, установленной с возможностью вращения в центральном отверстии в двух соединенных между собой полумуфтах, в каждой из которых по одну сторону от оси и симметрично плоскости разъема полумуфт выполнить дугообразный глухой паз, обращенный выпуклостью в сторону оси, сообщенный с дугообразным глухим пазом в другой полумуфте и предназначенный для размещения плоской синусоидальной пружины.

Такое конструктивное выполнение узла крепления обладает простотой, безотказностью в работе и эксплуатационной надежностью.

Для работы на тяжелых с неровной поверхностью, энергоемких почвах необходимо модули гибкого цепного элемента расположить под углом к направлению перемещения транспортного средства, при этом гибкими связями связать с ним один из углов рамы и элементы рамы, образующие его, на каждом из которых равномерно перпендикулярно им и с возможностью осевого вращения установить рыхлящие зубья, рабочая часть каждого из которых расположена под углом к оси его вращения.

Целесообразно раму выполнить в виде несущего элемента, на котором с возможностью вращения в плоскости, параллельной направлению перемещения транспортного средства, установить по меньшей мере два связанных между собой осью обода, каждый из которых шарнирно связать с одним из концов каждого модуля гибкого цепного элемента.

Такое конструктивное выполнение наиболее эффективно использовать для поверхностной обработки в послепосевной, довсходовой, всходовой и послевсходовый периоды пропашных культур и культур сплошного сева на заплывчатых, средних, богарных и орошаемых почвах.

Чтобы обеспечить копирование поверхности почвы и, в том числе, твердых включений почвы с целью исключения поломок зубьев, а также для придания зубьям колебательного движения, что способствует улучшению обработки почвы, необходимо ось выполнить в виде телескопической штанги, элементы которой подпружинены друг относительно друга и снабжены фиксатором их взаимного положения.

Возможно по меньшей мере один из ободов установить на оси с возможностью углового поворота относительно другого обода.

Это улучшает качество перфорирования поверхности почвы за счет рационального (шахматного и полушахматного) воздействия зубьями на поверхность, а кроме этого уменьшается энергоемкость за счет плавного перекатывания бороны.

Целесообразно между ободами симметрично по оси установить диск, шарнирно связанный со срединным участком каждого модуля гибкого цепного элемента и имеющий диаметр меньший диаметра обода.

Такое конструктивное выполнение позволяет проводить ротационное боронование посевов сельскохозяйственных культур, высеянных на холмиках, образовавшихся при нарезке борозд в условиях орошения и богара.

Для повышения активности воздействия зубьями на поверхность почвы по всей ширине захвата, желательно диск установить на оси с возможностью углового поворота и снабдить средством фиксации его углового положения.

Для обеспечения транспортировки узкозахватной бороны желательно несущий элемент рамы установить на транспортном средстве с возможностью углового поворота в плоскости, параллельной направлению его перемещения.

Целесообразно конец каждого модуля гибкого цепного элемента установить на ободе с возможностью возвратно-поступательного перемещения по нему в радиальном направлении.

Такое конструктивное выполнение обеспечивает перевод в транспортное положение как узкозахватных, так и широкозахватных борон без их углового поворота относительно транспортного средства.

Предлагаемая борона гибкая вращающаяся, выполненная согласно изобретению, относится к многорядным гибким боронам, обеспечивающим скоростную обработку почвы при движении гибкого цепного элемента под разным ракурсом относительно оси движения транспортного средства. Эта борона предназначена для обработки почвы как в агрегате с сельскохозяйственными машинами, так и самостоятельно при выделении всех пропашных культур, в том числе овощных и технических, возделываемых на продольных холмиках, для боронования зяби и глубокой пахоты в различные сроки как в аридных зонах, так и в зонах избыточного увлаженния на богаре и при орошении тяжелых, каменистых, средних, легких почвах с запасом почвенной влаги в пределах от наименьшего запаса до предельной полевой влагоемкости.

На фиг. 1 изображена борона гибкая вращающаяся с Т-образной рамой, выполненная согласно изобретению; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 поперечная балка; на фиг. 4 вид по стрелке А на фиг. 3, с торца поперечной балки, выполненной согласно изобретению; на фиг. 5 фрагмент крошения глыбы зубьями гибкого цепного элемента; на фиг. 6 вариант выполнения широкозахватной бороны гибкой вращающейся, согласно изобретению; на фиг. 7 вариант выполнения бороны гибкой вращающейся, выполненной согласно изобретению, сагрегатированной с сельскохозяйственной машиной; на фиг. 8 то же, что на фиг. 7, в момент транспортировки бороны без транспортировки сельскохозяйственной машины; на фиг. 9 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, с прямоугольной рамой; на фиг. 10 то же, что на фиг. 9, вид сбоку; на фиг. 11 фрагмент продольного элемента рамы, выполненной согласно изобретению; на фиг. 12 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, с прямоугольной рамой, все элементы которой выполнены из двух шарнирно сочлененных частей; на фиг. 13 средство фиксации составных частей каждого элемента в угловом положении, согласно изобретению; на фиг. 14 средство для взаимной фиксации составных частей каждого элемента в соосном положении, согласно изобретению; на фиг. 15 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, с продольными элементами
рамы, выполненными в виде плоских синусоидальных пружин; на фиг. 16 вариант выполнения поперечного элемента рамы, согласно изобретению; на фиг. 17 узел В на фиг. 15; на фиг. 18 узел С на фиг. 17; на фиг. 19 вид по стрелке D на фиг. 18; на фиг. 20 то же, что на фиг. 15, вид сбоку; на фиг. 21 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, с поперечными элементами рамы в виде плоских синусоидальных пружин; на фиг. 22 то же, что на фиг. 21, вид сверху; на фиг. 23 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, с расположением модулей под углом к направлению перемещения; на фиг. 24 вариант бороны, согласно изобретению, с рамой, выполненной в виде соединенных осью ободов; на фиг. 25 то же, что на фиг. 24, в момент углового поворота одного обода относительно другого; на фиг. 26 то же, что на фиг. 24, с осью, выполненной в виде телескопической штанги; на фиг. 27 то же, что на фиг. 26, с измененной стрелой прогиба модулей гибкого цепного элемента; на фиг. 28 вариант выполнения бороны, согласно изобретению, для обработки культур, возделываемых на продольных валиках; на фиг. 29 то же, что на фиг. 28, при угловом повороте диска, согласно изобретению; на фиг. 30 то же, что на фиг. 28, для широкозахватного боронования; на фиг. 31 вариант установки модуля гибкого цепного элемента на ободе, согласно изобретению.

Предлагемая борона гибкая вращающаяся, выполненная согласно изобретению, содержит раму 1 (фиг.1), предназначенную для установки на транспортном средстве 2, и на которой установлен с возможностью вращения гибкий цепной элемент 3, состоящий по меньшей мере из двух, в конкретном примере из шести модулей 4, на каждом звене которых закреплены четыре зуба 5, расположенные попарно взаимно перпендикулярно в одной плоскости.

Рама 1 выполнена в виде Т-образной балки, обращенной своим поперечным элементом 6 в сторону, противоположную перемещению, а продольный элемент 7 установлен на навесной рамке 8 транспортного средства 2 с возможностью углового поворота относительно него. Каждый модуль 4 гибкого цепного элемента 3 расположен параллельно направлению перемещения транспортного средства 2 и одним концом посредством гибкого элемента 9 (фиг.2) связан с поперечным элементом 6 (фиг.1) Т-образной балки, а другим концом шарнирно связан с поперечным брусом 10, концы которого гибкими связями 11 (например, цепями) шарнирно связаны с концом продольного элемента 7 рамы 1.

На поперечном брусе 10 перпендикулярно ему и с возможностью осевого вращения равномерно установлены рыхлящие зубья 12 (фиг.3). Рабочая часть 13 (фиг.4) каждого рыхлящего зуба расположена под углом к оси его вращения.

Длина гибких связей 11 и гибких элементов 9 (фиг.2) выбрана такой, чтобы в рабочем положении (при опущенном продольном элементе 7 рамы 1) каждый модуль 4 занимал горизонтальное положение на поверхности почвы при натянутом положении гибких элементов 9, а в транспортном положении поперечный брус 10 находился в положении над почвой.

Борона гибкая вращающаяся, выполненная согласно изобретению, работает следующим образом.

При движении бороны по полю зубья 5 (фиг.1) заглубляются в почву и в результате неоднородной ее плотности, шарнирности звеньев модулей 4 и шарнирного присоединения их к поперечному брусу 10 и гибким связям 9 (фиг.2) зубья 5 (фиг.1) совершают постоянное колебание по принципу "сороконожки" и вращение, перемещаясь относительно глыбы 14 (фиг.5) с двух сторон, и производят многократное активное воздействие на глыбу 14, разрушая ее и совершая вращательное движение в разные стороны под воздействием моментов сил, формирующихся в точках касания зубьев 5 к глыбам 14.

В связи с тем, что продольный элемент 7 (фиг.1) рамы 1 расположен консольно относительно навесной рамки 8, поперечный элемент 6 рамы 1 расположен консольно относительно продольного элемента 7, поперечный брус 10 подвешен на гибких связях 11, а модули 4 на гибких элементах 9 (фиг.2) относительно поперечного элемента 6 (фиг.1), то при движении бороны в силу неровностей почвы, разной степени сопротивления и эпизодических нагрузок на отдельные зубья 5, модули 4 гибкого цепного элемента 3 совершают перемещение в вертикальных и в горизонтальных плоскостях как "тело змеи", а вместе с зубьями 5 перемещение этих модулей 4 напоминает принцип движения "сороконожки", которая при движении совершает еще и вращательное движение по ходу и против хода часовой стрелки, что положительно влияет не только на рыхление поверхности почвы, но и на разрушение глыб 14 (фиг.5) на ее поверхности касанием зубьев 5 не только сверху, но и по бокам. Описанная выше конструкция бороны рассчитана на работу в условиях каменистых почв, малоэнергоемка, так как копирует поверхность почвы, обеспечивает обход препятствий и находит применение во всех агропочвенных зонах, в том числе и в зоне лесоразработок.

Для увеличения производительности предлагаемой бороны путем увеличения ширины захвата ее можно снабдить по меньшей мере одной дополнительной рамой 15 (фиг.6), конструктивное выполнение которой аналогично основной рамы 1. В конкретном примере использованы две дополнительные рамы 15. Основная рама 1 и дополнительные рамы 15 установлены параллельно одна другой с возможностью продольного перемещения на несущей поперечной балке 16, установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства 2.

Работа такой широкозахватной бороны осуществляется аналогично вышеописанной.

Для осуществления перевода предлагаемой бороны в транспортное положение без перевода в транспортное положение почвообрабатывающей машины, например культиватора 17 (фиг.7), с какой агрегатирована борона, модули 4 гибкого цепного элемента 3 располагают параллельно направлению перемещению транспортного средства 2 и концами шарнирно соединяют с двумя поперечными балками 18, концы каждой из которых посредством гибких связей 11 (цепей) (фиг.8) связаны с ползуном 19. Каждый ползун 19 расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения на несущей продольной балке 20, установленной с возможностью углового поворота в плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения бороны. Возвратно-поступательное перемещение осуществляется при помощи гидроцилиндра 21, установленного на несущей продольно балке и взаимодействующего своим штоком 22 с ползуном 19.

Работа бороны, выполненной согласно изобретению, осуществляется следующим образом.

При заезде транспортного средства 2 (фиг.7) на обрабатываемый участок поля вначале из кабины оператора производится (опускание) перевод бороны, сагрегатированной с сельскохозяйственной машиной, например культиватором 17, в рабочее положение. В этом случае борона опустится, но не будет переведена в рабочее положение, что видно на фиг. 8.

Для перевода бороны в рабочее положение на распределителе (не показан) гидросистемы транспортного средства 2 включается золотниковая пара, обеспечивающая перемещение штоков 22 гидроцилиндров 21, которые перемещают ползуны 19 на расстояние друг от друга равное длине бороны, в результате чего гибкие связи 11 (передние и задние) ориентируются по отвесу и модули 4 занимают рабочее положение на поверхности почвы.

В отличие от существующих известных устройств для перевода борон в транспортное положение предлагаемый вариант конструктивного выполнения такого устройства позволяет переводить борону всю или поочередно передние или задние части модулей 4 в транспортное положение в процессе движения, не выглубляя сельскохозяйственную машину, сагрегатированную с бороной. В процессе работы, если забивается один модуль 4 или группа в передней или задней части, из кабины транспортного средства 2 дистанционно в процессе движения борону можно очищать или поочередным включением гидроцилиндров 21 на выталкивание штоков 22 или одновременным. На поворотах одновременно с подъемом сельскохозяйственной машины 17 включается система подъема бороны.

Для работы на тяжелых заплывчатых почвах, сильно засоренных сорной растительностью, а также на орошаемых и богарных почвах раму 1 (фиг.9) выполняют в виде четырехугольника, в конкретном примере, прямоугольника, углы которого посредством гибких элементов 9 (фиг.10) соединены с концом несущей продольной балки 22, установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства, и по меньшей мере один из составных элементов 23, 24, 25, 26 (фиг. 9) рамы 1 соединен с транспортным средством 2 посредством гибких связей 11.

Так, например, на фиг.9 приведен пример конструктивного выполнения рамы 1 бороны, применяемой для вычесывания корневищных и корнеотпрысковых сорняков на щебенчатых и и каменистых почвах и имеющей поперечную стабилизацию хода. Это достигается тем, что модули 4 гибкого цепного элемента 3 шарнирно закреплены на поперечных элементах 23, 25 рамы 1, при этом с транспортным средством 2 гибкими связями 11 соединен первый с его стороны поперечный элемент 23 рамы 1. В каждом продольном элементе 24, 26 перпендикулярно ему и с возможностью осевого вращения равномерно установлены рыхлящие зубы 12 (фиг. 11), рабочая часть 13 каждого из которых расположена под углом к оси его вращения.

Работа предлагаемой бороны осуществляется следующим образом.

При выезде на обрабатываемый участок борона вместе с агрегатируемым орудием, например, культиватором 17 (фиг.10) посредством гидросистемы (не показана) транспортного средства 2 опускается на обрабатываемую поверхность почвы.

При движении бороны глыбы и комья, находящиеся на поверхности поля при встрече с передним поперечным элементом 23 (фиг.9) рамы 1 перемещаются, разрушаются под воздействием массы поперечного бруса 23, в результате чего происходит предварительное выравнивание обрабатывамой полосы. Попавшие глыбы (комья) 14 (фиг.5) в зону модулей 4, расположенных параллельно направлению перемещения, направляются в пространство между модулями 4, где разрушаются многоразовым воздействием зубьев с обеих сторон как в зоне над поверхностью почвы, так и под почвой. Большие глыбы 14, попавшие между модулей 4, вызывают сопротивления зубьям 5 под разными углами в разных плоскостях, вследствие чего гибкие модули 4 совершают вращение вокруг своей оси и, тем самым, увеличивают активность зубьев 5 на поверхность почвы и ее включения. Глыбы 14, перемещаясь между модулями 4 гибкого цепного элемента 3 (фиг.9), не только способны разрушаться, но и создают зигзагообразное колебание отдельных участков гибкого цепного элемента 3, то есть зубьев 5, совершает движение во всех плоскостях, активно разрушают различные включения в почву и вычесывают корни, корневища из верхних слоев почвы и разрушенных глыб 14 (фиг. 5). Задний поперечный элемент 25 (фиг.9) рамы 1 осуществляют детальное планирование, а рыхлящие зубья 12 (фиг.11) в продольных элементах 24 и 25, вращаясь в почву, стабилизируют ход бороны по оси движения, а благодаря своим изогнутым рабочим частям 13, как бы выталкивают борону на поверхность, исключая забуривание ее в почву. На конце обрабатываемого поля борона через гидросистему транспортного средства 2 (фиг.10) переводится в транспортное положение, при котором несущая продольная блака 22, совершает угловой поворот, через гибкую связь 9 открывает гибкий цепной элемент 3 от поверхности почвы.

Можно раму 1 (фиг.12) выполнить в виде прямоугольника, у которого каждый поперечный элемент 27, 29 и каждый продольный элемент 28, 30 выполнены из двух частей 31, 32 и 33, 34 соответственно, шарнирно связанных между собой в плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения, и снабженных средством 35 (фиг. 13) для их взаимной фиксации в угловом положении, выполненным, например, в виде скобы 36, предназначенной для установки в отверстия 37, выполненные в каждой из частей 31, 32 и 33, 34 каждого составного элемента 27 (29) и 28 (30) (фиг.12) рамы 1.

Для фиксации любого из элементов 27, 28, 29 или 30 рамы 1 в осевом положении используется средство 38, которое выполнено в виде обоймы 39 (фиг. 14), имеющей, например, П-образную форму и одним концом при помощи оси 40 шарнирно установленной на одной из частей и связанной с ней посредством пружины 41. На другом конце обоймы 39 выполнено отверстие, соосное с отверстием на второй части 32 (34) любого элемента 27, 28, 29, 30 для размещения фиксатора 42.

Работа вышеописанной бороны осуществляется следующим образом.

Перед началом работы борону устанавливают на заданный режим.

Если почва обрабатывается поперек борозд технологических или впадин, образованных поперек движения, обоймы 39 на всех элементах 27, 28, 29, 30 блокируют при помощи фиксатора 42 составные части 31, 32 и 33, 34 между собой. При движении в таком варианте работа бороны осуществляется аналогично вышеописанной.

При работе на сравнительно ровном поле с глыбистой пахотой, а также на участках, засоренных камнями и корневищами, фиксаторы 42 вынимают и разблокируют обоймы 39, которые пружинами 41 отбрасываются к одной из составных частей 31 (32) каждого элемента 27, 28, 29, 30. В этом случае все шарнирные сочленения частей 31 (32) и 33, 34 соответственно, поперечных элементов 27, 29 и 28, 30 рамы 1 (фиг.12) могут копировать поверхность поля и его включений автономно.

При наезде бороны на камни больших размеров, глыб обезвоженных каждая указанная подвижная часть рамы 1, исключая поломки, может обойти препятствие.

При переводе бороны в транспортное положение для перевозки ее волоком обоймы 39 (фиг.14) на продольных элементах 28, 29 (фиг.12) рамы 1 блокируют, а составные части 31 и 32 ее поперечных элементов 27, 29 складывают в "шалаш", скобой 36 (фиг.13) фиксируют и буксируют 31 гибкую связь 11 (фиг. 12).

Для поверхностной обработки легких, средних, аридных переувлажненных, тяжелых почвах, а также почв вулканического происхождения продольные элементы 43, 44 (фиг.15) рамы 1 выполняют в виде плоских синусоидальных пружин, концы которых посредством гибких связей 9 связаны с транспортным средством, а поперечные элементы 45, 46 рамы 1 выполнены в виде распорных телескопических штанг с подпружиненными элементами 47, 48 (фиг.16). При этом каждая распорная телескопическая штанга 45, 46 свободными концами своих элементов 47, 48 через узел 49 (фиг.17) крепления шарнирно связана с выступами 50 плоских синусоидальных пружин 43, 44, с впаинами 51 которых через такие же узлы 49 крепления шарнирно концами связаны модули 4.

Каждый узел 49 крепления выполнен в виде двух соединенных посредством болтов 52 (фиг.18) полумуфт 53, 54, в центральном отверстии 55 которой с возможностью вращения установлена в подшипниках 56 ось 57. Один конец оси 57 связан шарнирно с модулем 4 (или телескопической штангой не показано).

В полумуфте 53 по одну сторону от оси 57 выполнен дугообразный глухой паз 58, а в полумуфте 54 симметрично плоскости их разъема выполнен другой дугообразный глухой паз 59, сообщенный с первым 58. Оба дугообразных паза 58, 59 обращены своей выпуклостью в сторону оси 57 (фиг.19) и предназначены для размещения плоской синусоидальной пружины 43, 44.

Работа вышеописанной бороны осуществляется следующим образом.

При опускании почвообрабатывающей машины, например культиватора 17 (фиг. 20), борона также переводится в рабочее положение. При движении транспортного средства 2 тяга бороны осуществляется через гибкие связи 11, концы которых шарнирно связаны с концами плоских синусоидальных пружин 43, 44 (фиг.15). Распорные телескопические штанги 45 и 46 постоянно держат модули 4 гибкого цепного элемента 3 под напряжением, то есть в натянутом состоянии.

При движении бороны зубья 5 развернутых по фронту модулей гибкого цепного элемента 3 контактируют с поверхностью, вращаются и поэтапно крошат глыбы и комья, которые, пройдя через каскад вращающихся зубьев 5, полностью разрушаются и равномерным слоем распределяются по поверхности. При этом вычесываются остатки растений с выбросом их на поверхность поля.

При встрече с большой глыбой первого и последующих по фронту модулей 4 создается эпизодическое сопротивление, которое препятствует продвижению бороны. В этом случае на концах модулей 4 возникает сила, направленная на увеличение стрелы прогиба модуля 4, которая сжимает пружину 60 (фиг.16) каждой распорной телескопической штанги 45, 46 до преодоления сопротивления. При расслаблении пружины 60, возвращая форму прогиба стрел в исходное положение, выравнивают модули 4 (фиг.15). В этом случае в средней части каждого модуля 4 скорость их в направлении движения транспортного средства 2 превышает собственную скорость движения транспортного средства 2 и при очередной встрече с препятствием при большой скорости зубья 5 модулей 4 с силой внизаются в глыбу, раскалывая ее на части, обеспечивающие проход их на последующий модуль 4.

Каждый модуль 4 гибкого цепного элемента 3 оказывает эпизодическое воздействие на плоскую синусоидальную пружину 43, 44. При этом на изменения нагрузок на каждом модуле 4 реагирует плоская синусоидальная пружина 43 или 44, котоаря в зависимости от нагрузок автономно на участках может разжиматься и сжиматься, как гармошка, формируя обще и индивидуальное ускорение модулей 4 и их многообразное в различных плоскостях колебание.

Перевод бороны в транспортное положение осуществляется аналогично вышеописанному.

Для работы на легких, средних, аридных, переулажненных и тяжелых почвах, засоренных корневищными и корнеотпрысковыми сорняками применяют раму 1 (фиг. 21), у которой поперечные элементы 61, 62 (фиг.22) выполнены в виде плоских синусоидальных пружин, а продольные элементы 63, 64 в виде распорных телескопических штанг, при этом модули 4 гибкого цепного элемента располагают параллельно направлению перемещения. Крепление концов модулей 4 и концов распорных телескопических штанг 63, 64 к плоским синусоидальным пружинам 61, 62 выполнено аналогично вышеописанному. Концы плоской синусоидальной пружины 61, расположенной первой со стороны транспортного средства 2 шарнирно связаны с концами дополнительной распорной телескопической штанги 65 с подпружиненными элементами.

Работа бороны, выполненной согласно изобретению, осуществляется следующим образом.

При движении бороны попадающиеся на обрабатываемой поверхности разнообразные препятствия (глыбы, комья) между модулей 4 гибкого цепного элемента увлекаются с двух сторон зубьями 5. Крошатся многократными уколами со всех сторон, перемещаются в направлении движения бороны и совершают вращение, воздействуя на модули 4 гибкого цепного элемента 3, которые, извиваясь от боковых толчков и сопротивлений, увеличивают активность воздействия гибкого цепного элемента 3 на поверхность почвы и ее включения. Динамические нагрузки на модули 4 передаются через переднюю и заднюю плоскую синусоидальную пружину 61, 62, которые, сжимаясь и разжимаясь с низкими и высокими частотами, активизируют работу зубьев 5, то есть исползуется кинетическая энергия. Знакопеременные ангрузки на задний поперечный элемент 62 рамы 1 вызывают перекос бороны, сопровождающийся знакопеременными нагрузками на подпружиненные элементы распорных телескопических штанг 63, 64, которые вызывают дополнительную вибрацию модулей 4 через поперечные элементы 61, 62 рамы 1. В результате этого глыбы и комья на поверхности и в верхних слоях почвы разрушаются, перемещаются и равномерным слоем распределяются. Одновременно с этим осуществляется вычесывание корневищных и корнеотпрысковых остатков на поверхность.

При работе на тяжелых с неровной поверхностью энергоемких посевах модули 4 (фиг. 23) гибкого цепного элемента 3 располагают под углом к направлению перемещения транспортного средства, при этом гибкими связями 11 связан один из углов выполненной в виде квадрата рамы 1, обращенный своей вершиной в направлении перемещения, и два элемента 66, 67 рамы, образующие этот угол. На элементах 66, 67 равномерно перпендикулярно и с возможностью осевого вращения установлены рыхлящие зубья 12. Рабочая часть 13 (фиг.4) каждого из этих зубьев 12 расположена под углом к оси его вращения.

Работа вышеописанной бороны осуществляется следующим образом.

В отличие от борон гибких вращающихся, выполненных согласно изобретению, у которых ось модулей 4 смонтирована или параллельно оси движения или перпендикулярно, борона "ромб" при движении по поверхности поля осуществляют следующие операции.

Перемещение бороны клином стабилизирует устойчивость ее хода в поперечном направлении, позволяет проводить боронование вдоль и поперек пахоты, вдоль и поперек борозд и холмиков, обеспечивает полное крошение глыб и комьев, вычесывание ратительных остатков и высококачественное выравнивание поверхности поля.

Первоначальное дробление глыбы с перемещением в сторону движения и в сторону от оси движения происходит при встрече с рыхлящими зубьями 12 на элементах 66, 67 рамы 1, расположенных под углом 90^о. При контакте глыбы с зубьями 5 первого модуля 4 гибкого цепного элемента 3 зубья 5 врезаются и крошат ее и масса почвы вместе с остатками глыбы перемещается по ходу движения со смещением в сторону от оси движения. Прошедшие первый модуль 4 остатки глыбы вместе с растительными остатками проходят через все или через часть рядов гибкого цепного элемента 3. Раздробленная масса тщательно распределяется по поверхности и окончательно планируется при проходе задних элементов 68, 69 рамы 1, расположенных в варианте "захвата". При этом почвенные частицы перемещаются не только по ходу, но и в направлении к центру бороны.

Такая конструкция представляет особый интерес при освоении новых земель в условиях с известной поверхностью почвы, в условиях после вспашки плантажа.

Для поверхностной обработки в послепосевной, довсходовый, всходовый и послевсходовый периоды пропашных культур и культур сплошного сева на заплывчатых, средних, богарных и орошаемых почвах раму 1 (фиг.24, 25) выполняют в виде несущего элемента 70, на котором с возможностью вращения в плоскости, параллельной перемещению транспортного средства 2, установлены по меньшей мере два связанных между собой осью 71 обода 72, 73.

Каждый из ободов 72, 73 шарнирно связан с одним из концов каждого модуля 4 гибкого цепного элемента 3.

Работа вышеописанной бороны осуществляется следующим образом.

При движении по полю борона опирается на ободы 72, на наружной части которых закреплены шипы 74, вследствие чего ободы 72, 73 рыхлят после прохода свою колею.

Зубья 5 модулей 4 гибкого цепного элемента 3, расположенных параллельно относительно друг друга и по периметру ободов 72, под тяжестью модулей 4 и под воздействием центробежной силы входят в поверхность почвы, перфорируя ее.

В такой конструкции бороны проявляется прямая зависимость между качеством обработки и скоростью и обратная зависимость между скоростью обработки и массой модуля 4 гибкого цепного элемента 3. Одной из составляющих является и диаметр ободов 72, 73.

Степень воздействия на поверхность почвы будет зависеть и от степени напряжения модулей 4. Чем больше стрела прогиба, тем больше и эффективнее зубья 5 воздействуют на почву.

При движении модуля 4 совершают вращение на концевых втулках, что обеспчивает участие в работе всех зубьев 5, увеличивает качество обработки, так как зубья 5 не только перфорируют почву, но и частично смещают ее в направлении движения.

Перевод в транспортное положение такой бороны осуществляется путем ее отрыва от поверхности по ранее описанной схеме.

Для улучшения качества перфорирования поверхности почвы за счет рационального (шахматного и полушахматного) воздействия зубьями 5 на поверхность, а также для уменьшения энергоемкости за счет плавного перекатывания бороны один из ободов, например 72, можно установить на оси 71 с возможностью углового поворота относительно другого обода 73, что показано на фиг. 25. Модули 4 в таком положении направлены сильнее. Явление центробежной силы действует менее эффективно.

Для того, чтобы обеспечить копирование поверхности почвы и, в том числе, твердых включений почвы с целью предотвращения поломок зубьев 5 (фиг.23), а также для приданий им колебательного движения, способствующего улучшению обработки почвы, ось 71 выполняют в виде телескопической штанги 74 (фиг.26). Это позволяет переключиться на вариант с большими стрелами прогиба модулей 4 (фиг.27) гибкого цепного элемента 3 за счет сжатия пружины 75.

При большой скорости вращения ширина захвата автоматически уменьшается за счет сжатия пружины 75 центробежной силой. Характерно и то, что в отличие от бороны с жесткой осью 71 (фиг.24), зубья 5 (фиг.26) каждого модуля 4 гибкого цепного элемента в почве совершают перемещение влево и вправо от оси движения (перекатываются) за счет гашения центробежной силы при касании почвы. Модули 4 гибкого цепного элемента 3 в зависимости от режима работы могут вращаться и не вращаться.

Описываемая выше конструкция может использоваться и для осуществления ротационного оборудования посевов сельскохозяйственных культур, высеянных на холмиках, образовавшихся при нарезке борозд в условиях орошения и богара. Для этого на оси 71 (фиг.28) симметрично с ободами 72, 73 устанавливают диск 76, имеющий меньший по давлению с ними диаметр, и шарнирно связывают со срединными участками модулей 4 гибкого цепного элемента 3.

При работе такая борона не только рыхлит, но и перемещает почву, воздействуя на поверхность не только зубьями 5, но и звеньями модулей 4 гибкого цепного элемента 3. Степень и характер воздействия неодинаков и не однороден.

В процессе работы ободы 72, 73 с прилегающими к ним концевыми звеньями модулей 4, перекатываясь, перфорируют поверхность почвы. По мере перемещения от периферии к центру бороны, в результате изменения диаметра в сторону уменьшения, где диск 76 при одинаковой скорости вращения при разном диаметре с ободами 72, 73 в единицу времени проходит одинаковый с ними путь, что объясняется проволочкой гибкого цепного элемента 3 вместе с зубьями 5. При этом наблюдается увеличение активности каждого модуля 4 от ободов 72, 73 к диску 76.

Вышеописанный вариант выполнения бороны является одним из наиболее эффективных известных устройств для обработки почв на продольных почвах с целью борьбы с почвенной коркой и с сорняками, а также для посева (заделки) семян культурных растений на валиках.

Для того, чтобы повысить активность воздействия зубьями 5 на поверхность почвы по всей ширине захвата диск 76 можно установить с возможностью углового поворота и снабдить средством фиксации. На фиг. 29 схематично показано расположение модулей 4 гибкого цепного элемента 3 при повороте диска 76 в сторону противоположную направлению перемещения. Это является одним из вариантов регулирования стрелы прогиба: чем больше крутизна модулей 4, тем агрессивнее борона. При этом агрессивность неодинакова по длине модулей от ободов 72, 73 к диску 76. А использование на такхи боронах телескопической штанги 74 (фиг.28) позволяет решать здачи перестройки модулей 4 не только по рыхлению, но и по вычесыванию корневищ и других растительных остатков на валиках любой крутизны и с любой их шириной.

В тех случаях, когда вышеописанная борона используется как широкозахватная, то есть на оси 71 (фиг.30) установлен по меньшей мере один дополнительный обод 78, для перевода ее в транспортное положение модули 4 гибкого цепного элемента 3 располагают на каждом ободе 72, 73, 78 с возможностью продольного перемещения по нему в радиальном направлении, что схематично показано на фиг. 31.

Наиболее эффективно предлагаемую борону, выполненную согласно изобретению, использовать для обработки почвы при возделывании всех пропашных культур, в том числе овощных и технических, возделываемых на продольных валиках (холмиках) для боронования зяби и глубокой пахоты в различные сроки как в аридных зонах, так и зонах избыточного увлажнения на богаре и при орошении тяжелых, каменистых, средних и легких почвах с запасом влаги в широких пределах от наименьшего до предельного.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах бороны гибкой вращающейся для обработки почвы. Сущность изобретения: борона содержит предназначенную для установки на транспортном средстве 2 раму 1 с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом 3, состоящим по меньшей мере из двух модулей 4. На каждом звене последних зацеплены зубья. Модули 4 гибкого цепного элемента 3 расположены параллельно и закреплены на раме 1 независимо друг от друга. 20 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. ГИБКАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ БОРОНА, содержащая предназначенную для установки на транспортном средстве (2) раму (1) с установленным на ней с возможностью вращения гибким цепным элементом (3), состоящим по меньшей мере из двух модулей (4), на каждом звене которых закреплены четыре зуба (5), расположенные попарно взаимно перпендикулярно в одной плоскости, отличающаяся тем, что модули (4) гибкого цепного элемента (3) расположены параллельно и закреплены на раме (1) независимо друг от друга. 2. Борона по п.1, отличающаяся тем, что рама (1) выполнена в виде Т-образной балки, обращенной своим поперечным элементом (6) в сторону, противоположную перемещению, а каждый модуль (4) гибкого цепного элемента (3) одним концом посредством гибкого элемента (9) шарнирно связан с поперечным элементом (6) Т-образной балки, а другим концом шарнирно связан с поперечным брусом (10), концы которого посредством гибких связей (11) шарнирно связаны с концом продольного элемента (7) Т-образной рамы (1), установленного с возможностью углового поворота относительно транспортного средства. 3. Борона по п.2, отличающаяся тем, что на поперечном брусе (10) перпендикулярно к нему и с возможностью осевого вращения равномерно установлены рыхлящие зубья (12), рабочая часть (13) каждого из которых расположена под углом к оси его вращения. 4. Борона по п. 2, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одной дополнительной рамой (15), выполненной в виде Т-образной балки, установленной с рамой (1) параллельно и с возможностью продольного перемещения на несущей балке (16), установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства (2). 5. Борона по п.1, отличающаяся тем, что модули (4) гибкого цепного элемента (3) расположены параллельно направлению перемещения и концами шарнирно соединены с двумя поперечными балками (18), концы каждой из которых посредством гибких связей (11) шарнирно связаны с ползуном (19), расположенным с возможностью продольного перемещения на несущей продольной балке (20), установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства (2), и взаимодействующим со штоком (22) гидроцилиндра (21), установленного на несущей продольной балке (20). 6. Борона по п.1, отличающаяся тем, что рама (1) выполнена в виде четырехугольника, углы которого посредством гибких элементов (9) соединены с концом несущей продольной балки (22), установленной с возможностью углового поворота относительно транспортного средства (2), и по меньшей мере один из составных элементов (23,24,25,26) рамы (1) соединен с транспортным средством (2) посредством гибких связей (11). 7. Борона по п.6, отличающаяся тем, что модули (4) гибкого цепного элемента (3) шарнирно закреплены на поперечных элементах (23,25) рамы (1), первый (23) из которых со стороны транспортного средства (2) соединен с ним гибкими связями (11), а в каждом продольном элементе (24,26) которой перпендикулярно к нему с возможностью осевого вращения равномерно установлены рыхлящие зубья (12), рабочая часть (13) каждого из которых расположена под углом к оси его вращения. 8. Борона по п. 7, отличающаяся тем, что каждый продольный элемент (28,30) и каждый поперечный элемент (27,29) рамы (1) выполнен из двух частей (31,32 и 33,34), шарнирно соединенных между собой с возможностью углового поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости перемещения, и снабженных средствами (35,37) для их взаимной фиксации в угловом и соосном положениях. 9. Борона по п. 8, отличающаяся тем, что средство (37) для взаимной фиксации частей каждого элемента (31,32 и 33,34) рамы (1) в их соосном положении выполнено в виде подпружиненной обоймы (39), шарнирно установленной на одной из частей (32,34) элемента (27,28,29,30) и имеющей отверстие для размещения фиксатора (42) в другой части (31,32) элемента (27,28,29,30) рамы (1). 10. Борона по п.8, отличающаяся тем, что средство (35) для взаимной фиксации частей (31,32 и 33,34) элементов (27,28,29,30) рамы (1) в их угловом положении выполнено в виде скобы (36), устанавливаемой в отверстия (37), выполненные в каждой из частей (31,32 и 33,34) элемента (27,28,29,30) рамы (1). 11. Борона по п.6, отличающаяся тем, что продольные элементы (43,44) рамы (1) выполнены в виде плоских синусоидальных пружин, с впадинами (51) которых посредством узла (49) крепления шарнирно связаны концами модули (4) гибкого цепного элемента (3), а поперечные элементы (45,46) выполнены в виде распорных телескопических штанг с подпружиненными элементами (47,48), свободный конец каждого из которых посредством узла (49) крепления шарнирно связан с выступом (50) плоской синусоидальной пружины (43,44), при этом с транспортным средством (2) посредством гибких связей (9) соединены продольные элементы (43,44). 12. Борона по п.6, отличающаяся тем, что поперечные элементы (61,62) рамы (1) выполнены в виде плоских синусоидальных пружин, с впадинами которых посредством узла (42) крепления шарнирно связаны концами модули (4) гибкого цепного элемента (3), а продольные элементы (63,64) рамы (1) выполнены в виде распорных телескопических штанг (63,64) с подпружиненными элементами, свободный конец каждого из которых посредством узла (49) крепления шарнирно соединен с выступом плоской синусоидальной пружины (61,62), первая (61) из которых со стороны транспортного средства (2) связана с ним посредством гибких связей (11) и снабжена дополнительной распорной телескопической штангой (65) с подпружиненными элементами. 13. Борона по пп.11 и 12, отличающаяся тем, что каждый узел (49) крепления выполнен в виде оси (57), установленной с возможностью вращения в центральном отверстии (55) в двух соединенных между собой полумуфтах (53,54), в каждой из которых по одну сторону от оси (57) и симметрично плоскости разъема полумуфт (53,54) выполнен дугообразный глухой паз (58), обращенный выпуклостью в сторону оси (57), сообщенной с дугообразным глухим пазом (58) в другой полумуфте, и предназначенный для размещения плоской синусоидальной пружины (43,44,61,62). 14. Борона по п. 6, отличающаяся тем, что модули (4) гибкого цепного элемента (3) расположены под углом к направлению перемещения транспортного средства (2), при этом гибкими связями (11) с ним связан один из углов рамы (1) и элементы (66,67) рамы (1), образующие его, на каждом из которых равномерно перпендикулярно и с возможностью осевого вращения установлены рыхлящие зубья (12), рабочая часть (13) каждого из которых расположена под углом к оси его вращения. 15. Борона по п.1, отличающаяся тем, что рама (1) выполнена в виде несущего элемента (70), на котором с возможностью вращения в плоскости, параллельной направлению перемещения транспортного средства (2), установлены по меньшей мере два связанных между собой осью (71) обода (72,73), каждый из которых шарнирно связан с одним из концов каждого модуля (4) гибкого цепного элемента (3). 16. Борона по п.15, отличающаяся тем, что ось (71) выполнена в виде телескопической штанги (74), элементы которой подпружинены друг относительно друга и снабжены фиксатором их взаимного положения. 17. Борона по п.15, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из ободов (72) установлен на оси (71) с возможностью углового поворота относительно другого обода (73). 18. Борона по п. 15, отличающаяся тем, что между ободами (72,73) симметрично на оси (71) установлен диск (76), шарнирно связанный со срединным участком каждого модуля (4) гибкого цепного элемента (3) и имеющий диаметр, меньший диаметра обода (72,73). 19. Борона по п.18, отличающаяся тем, что диск (76) установлен на оси (71) с возможностью углового поворота и снабжен средством фиксации его углового положения. 20. Борона по п.15, отличающаяся тем, что несущий элемент (70) рамы (1) установлен на транспортном средстве (2) с возможностью углового поворота в плоскости, параллельной направлению его перемещения. 21. Борона по п.15, отличающаяся тем, что конец каждого модуля (4) гибкого цепного элемента (3) установлен на ободе (72,73) с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении.