САМООЧИЩАЮЩАЯСЯ БОРОНА Российский патент 1996 года по МПК A01B19/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству для работы с орудиями (культиваторами, лущильниками, плоскорезами и т.п.) по предпосевной обработке почвы и обработке паров, для дополнительного измельчения комков почвы, уничтожения сорняков и выглаживания поверхности поля.

В настоящее время широко известны и массово используются зубовые бороны.

Так, в 1977 г. авторским свидетельством СССР N 694110, кл. А 01 В 19/02, предложено изобретение самоочищающейся бороны путем снабжения поперечных валиков регулировочными пластинами с отверстиями, соединенных с продольными планками шарнирно и связаны с ними с помощью пружин.

Изобретением по авторскому свидетельству СССР N 869583, кл. А 01 В 19/02 за 1978г. в крепление вертикального зуба введено упругое основание (втулка).

Для обеспечения большей устойчивости хода зуба по глубине зубовых борон изобретением по авторскому свидетельству СССР N 993839, кл. А 01 В 19/02, 1981 г. введены щелерезы, резко усложняющие конструкцию и повышающие тяговое сопротивление борон.

Изобретением по авторскому свидетельству СССР N 1329636, кл. А 01 В 19/06, 1983 г. в орудие по предпосевной обработке почвы (борону) введены рыхлящие рабочие органы в виде равновеликих по высоте шипов и вибраторов, что значительно усложнило конструкцию.

Авторским свидетельством СССР N 190112, кл. А 01 В 19/08, зарегистрировано изобретение в виде подпружиненного бруса, соединяющего звенья борон, что обеспечивает большую устойчивость хода и копирование рельефа поля бороной.

Изобретением по авторскому свидетельству СССР N 400253, кл. А 01 В 19/02, 1972 г. с целью приспособляемости борон к микрорельефу поля по ширине захвата и обеспечения устойчивости работы звеньев бороны по ширине захвата соединены между собой жесткими распорами и шарнирами в плоскости симметрии каждого звена.

Все современные зубовые бороны, в т.ч. и перечисленные, сохранили жесткую конструкцию своего прототипа деревянной бороны.

Они имеют жесткую раму, состоящую из продольных зигзагообразных и поперечных прямых планок, в местах пересечения которых установлены зубья.

Основными недостатками зубовых борон являются следующие:
вертикальный зуб и сетчатый каркас при любом упрочнении не имеет достаточной прочности и при перегрузках аварийного характера сильно деформируются, а остаточные деформации нарушают основные параметры бороны;
малая ширина (600-1000 мм) ведет к неустойчивому ходу по полю бороны. Она "галлопирует", "прыгает", "скачет", "виляет".

зубья бороны идут не на всю длину в почве, а поэтому пространство от дневной поверхности почвы поля до каркаса (рамы) обеспечивает свободный выход комков без разрушения;
ремонт и техническое обслуживание борон требует больших затрат труда и средств, причем бороны надо ремонтировать после весенних работ, после обработки паров и после осенней посевной;
очистка борон, как агротехническое обязательное требование, очень трудоемкий процесс.

Перечисленные недостатки зубовых борон при работе в агрегате (с культиваторами) по предпосевной обработке почвы настолько серьезные, что для осуществления более качественного посева, особенно мелкосеменных культур, промышленность производит в больших количествах, а земледельцы применяют перед посевом различного рода шлейфы, гладкие и кольчатые катки самостоятельными агрегатами с громадными затратами труда, горючесмазочных материалов и т.д. только для того, чтобы сгладить гребни, внедрить комки в почву.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является изобретение по авторскому свидетельству СССР N 1240371, кл. А 01 В 19/02, 1985 г. (прототип), в котором предложена самоочищающаяся борона, включающая раму, с жестко закрепленными со смещением в продольно-поперечной плоскости на половину шага зубьями.

Техническая задача изобретения создание бороны, работающей с орудиями по предпосевной обработке почв и обработки чистых паров с высоким качеством крошения комков, уничтожения мелких проростков сорных растений в мелких комках, тщательного выравнивания поверхности поля с износостойкими самоочищающимися рабочими органами, не требующими ремонта на протяжении всего этого периода эксплуатации (порядка 10-20 лет).

Техническая задача решается путем координального изменения конструкции рамы, состоящей из монолитного гибкого, особо прочного остова, на котором в передней части по ходу работы бороны установлены секционные лыжевидные планировщики, снизу гибкого остова в шахматном порядке прикреплены (в необходимом количестве) ножевидные самоочищающиеся зубья, а сзади по ходу работы бороны секционные стержневые выравниватели.

Планировщики установлены в передней части бороны для обеспечения копирования поверхности поля, они предварительно сглаживают гребни почвы, образованные рабочими органами культиватора, предварительно измельчают и внедряют комки в массу почвы (фиксируют их от свободного перемещения), что облегчает процесс дробления комков ножами зубьев, как надежно фиксированных предметов.

Каждый зуб представляет собой тонкий нож с тупым углом вхождения на активном участке рабочей кромки, что обеспечивает его самоочистку и свободное перемещение через прочно "заякоренные" в почве предметы, чем гарантируется исключение деформации зуба в любых аварийных для известных зубьев ситуациях.

Зубья представляют собой не консольную конструкцию большого диаметра или сложной формы вертикально поставленную консольную балку, а прочный тонкий нож с большим запасом металла, прикрепленный не одной точкой к остову, а надежной прочной плоскостью двумя болтами.

Имея надежное крепление к гибкому остову (ленте), в аварийных для известных зубьев ситуациях, зубья могут уклоняться на необходимую величину влево или вправо с последующим возвращением в исходное положение.

В процессе работы активная часть зуба (лезвие ножа) самозатачивается, чем обеспечивается минимальное сопротивление при расчленении комков почвы, а следовательно, и снижение общего тягового сопротивления бороны.

За зубьями идут массивные стержни-выравниватели для дополнительного измельчения комков, уничтожения мелких проростков сорняков и выглаживания поверхности поля.

Все эти отличительные особенности предлагаемой бороны позволяют в период эксплуатации, порядка 10-20 лет (в зависимости от годовой наработки), никакого ремонта бороны не производить; борона может храниться в любых условиях без дополнительных затрат на подготовку к хранению и при хранении.

На фиг. 1 изображена ленточная самоочищающаяся скоростная борона (вид сверху).

На фиг.2 сечение А-А данной бороны.

На фиг.3 культиватор.

На примере бороны к культиватору КПС-4 даем описание ее устройства.

Основу бороны представляет многослойная прорезиненная упругая лента толщиной 10.16 мм, шириной 650 мм и длиной 4000 мм (фиг.2).

Снизу к ленте 7 с помощью накладок 9 и двух болтов 10 надежно прикреплен 81 зуб 8, размещены в три ряда так, что вертикальная полка каждого зуба (ножа) прорезает в почвe узкую щель, отстоящую от соседних (смежных) на расстоянии 50 мм.

Болты 10 должны иметь округленную или потайную головку.

Зуб 8 изготовлен из угольников 50х50х5 мм или 63х63х5 мм длиной 100 мм. При этом горизонтальная полка служит плоскостью крепления к ленте 7, а вертикальная, скошенная в передней части под углом 60^о ножом зуба. Зуб 8 можно изготовить из стального листа толщиной 5 мм путем штамповки заготовки с последующим изгибом под углом 90^о полок.

Т.к. за рабочими органами культиватора КПС-4 присоединяются четыре звена зубовых борон (см. фиг.3), для чего конструкцией предусмотрено восемь проводков 1. 8, то в передней части предлагаемой бороны прикрепляется четыре планировщика 3.

Планировщик 3 представляет собой лыжу, изготовленную из стального листа 950х950х6 мм, загнутого под углом 60^о и прикрепленную к ленте 7 посредством накладок 6 и семи болтов 5 с потайными головками. Каждый планировщик 3 присоединяется к двум поводкам культиватора гибкими звеньями, состоящими из скобок 2 и двух колец якорной цепи 1 (см. фиг.2).

К заднему обрезу ленты 7, за зубьями 8 прикреплено 12 выравнивателей, представляющих собой стальные стержни 14 диаметром 36.44 мм и длиной 300 мм.

К стержням 14 приварены планки 13, посредством которых с помощью накладок 12 и трех болтов они прикрепляются к ленте 7.

Предлагаемая ленточная борона может изготавливаться шириною захвата от 1000 мм для культиваторов под фермерские малогабаритные тракторы до 9000 мм (9 м) к КПШ-9, к трактору К-701.

Если комплектуется агрегат для поверхностной обработки почвы перед посевом или обработки паров из трактора кл.3, т.с. сцепки СП-11 и двух культиваторов КПС-4, то к каждому культиватору присоединяется по одной предлагаемой бороне, т.е. две бороны в агрегате.

Если комплектуется агрегат из трактора К-701, сцепки СП-16 и четырех культиваторов КПС-4, то в агрегат вводится четыре бороны.

Предлагаемая ленточная борона цепями 1 присоединяется к восьми поводкам культиватора КПС-4, предусмотренных конструкцией для присоединения четырех звеньев борон ЗБЗС-1, фиг.3.

В процессе работы, двигаясь за рабочими органами (лапами) культиватора, борона, имея значительную монолитную массу и высокую гибкость (эластичность) всей нижней поверхностью хорошо копирует поверхность поля. При этом планировщики 3 сминают вершины гребней, разминают комья почвы и вместе с растительными остатками и посторонними предметами подминают под ленту.

Планировщик 3 обеспечивает безотказные движения бороны без сгруживания или наволакивания больших масс соломы, веток, камней, глыб почвы и т.д.

Комки почвы будучи вмятыми планировщиком 3 в обработанный лапами культиватора слой почвы, хорошо в нем фиксируется, что гарантирует их разрезание ножом зубьев 8.

Идущие за зубьями 8 стержни 14 выравнивателей выглаживают дневную поверхность почвы с дополнительным крошением мелких комков и разрушением корневой системы мелких сорняков в этих комках.

Передний срез вертикальной полки зуба 8 под углом 60^о обеспечивает свободный сход растительных остатков, посторонних предметов, а также подъем зуба с прогибом ленты 7 при попадании особо крупных предметов.

Зуб 8 может уклониться в аварийной ситуации влево или вправо с прогибом ленты 7 с последующим возвращением в исходное положение.

После завершения рабочего хода агрегата, когда рабочие органы культиватора (лапы) переводятся в транспортное положение, передняя часть бороны посредством цепей 1 поднимается вверх на 1000 мм, а задняя часть бороны (загорточи) тоже поднимаются вверх на высоту 300 мм от поверхности поля (дороги).

В этот момент происходит сбрасывание с верхней плоскости ленты 7 пыли и других предметов, попавших на ленту в процессе рабочего хода агрегата.

Предлагаемая борона, как показали многолетние исследования, полевые испытания и работа может надежно эксплуатироваться в любых условиях без каких-либо ремонтов 10-20 лет. Если же металлические сборочные единицы изготовить из неокисляющих металлов, то никакого технического обслуживания в течение 10-20 лет не требуется. Если же металлические сборочные единицы изготавливаются из окисляющихся металлов, то по мере надобности краску необходимо восстанавливать (подкрашивать).

Использование: сельскохозяйственное машиностроение, в частности конструкции орудий для поверхностной обработки почвы. Техническая задача: создание бороны, работающей с орудиями по предпосевной обработке почв и обработке чистых паров с высоким качеством крошения комков и уничтожения мелких проростков, сорняков, тщательного выравнивания поверхности поля, с износостойкими самоочищающимися рабочими органами, не требующими ремонта на протяжении всего периода эксплуатации. Сущность: координально изменена конструкция рамы, состоящей из монолитного гибкого особо прочного остова - многослойной транспортной ленты, на котором в передней части, по ходу работы бороны, установлены секционные лыжевидные планировщики, снизу гибкого остова в шахматном порядке прикреплены (в необходимом количестве) ножевые сомоочищающиеся зубья, а сзади, по ходу работы бороны, к остову прикреплены секционные стержни-выравниватели. Положительный эффект: борона обеспечивает надежную эксплуатацию в любых условиях без каких - либо ремонтов (в течение 10 - 20 лет), борона может храниться в любых условиях без дополнительных затрат на подготовку к хранению и при хранении. 3 ил.

Самоочищающаяся борона, включающая упругую раму с жестко закрепленными снизу со смещением в продольно-поперечной плоскости на половину шага зубьями, отличающаяся тем, что зубья выполнены ножевидными самозатачивающимися и закреплены на раме посредством двух болтов, причем в передней части бороны установлены ножевые планировщики, а сзади закреплены секционные стержни-выравниватели.