ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ МАШИНА И УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ СТОЙКИ К СФЕРИЧЕСКОМУ ДИСКУ Российский патент 2007 года по МПК A01B49/02 A01B23/06 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, преимущественно к почвообрабатывающим машинам, и может быть использовано для поверхностной обработки почвы под зерновые, кормовые и овощные культуры, ухода за паровым полем.

Известна садовая дисковая двухследная борона по авторскому свидетельству RU № 1491357, кл. А01В 21/08 от 07.07.89 г., где имеется рама, на которой посредством поворотного кронштейна, поводка и вертикального шарнира размещены диски, вращающиеся на горизонтальной оси; каждый диск снабжен поворотным кронштейном, один конец которого соединен с осью вращения диска, а другой - с рамой посредством вертикального шарнира, ось которого размещена на одной вертикали с осью вращения диска и его режущей кромкой, т.е. ось поворота вертикального шарнира (стойки) и плоскость всей режущей кромки диска находятся на одной вертикали.

Известен плуг-лущильник дисковый по свидетельству на полезную модель RU № 14797 А01В 7/00 от 10.09.2000 г., где имеется рама с рядами дисков, закрепленных на раме штифтами, с возможностью поворота во втулках, отличающийся коленообразной стойкой и рамой, жестко опирающейся на барабан. Каждый диск смонтирован на отдельной оси и при помощи винтового механизма позволяет регулировать угол атаки. Недостатком такого технического решения является то, что жесткая установка катка на раме и его фронтальное расположение не позволяют катку качественно прикатывать почву, а удержание в раме стоек штифтами затрудняет их монтаж и демонтаж, так как штифты в процессе работы деформируются. Положение оси поворота стоек относительно диска не определено.

В свидетельстве № 3818 от 01 ноября 1999 года Российского авторского общества на «Плуг-лущильник ПЛД-3×4» (аналог свидетельства на полезную модель № 14797) ось стойки с диском не совпадает.

Известно дисковое почвообрабатывающее орудие RU № 2185044, А01В 21(08) от 23.02.2000 г. с регулируемым углом атаки и фронтальным размещением дисков с наклоном в вертикальной плоскости. Такое орудие обеспечивает автономную работу каждого диска, но, кроме того, что диски наклонены в вертикальной плоскости и размещены на раме в определенном порядке, в описании орудия конструкции рабочих органов не раскрыты.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототип) является патент Франции № 2813749, А01В 49/06 от 08.09.2000 г., в котором применены сферические диски, локально размещенные на раме фронтальными рядами. Каждый диск работает независимо и смонтирован на отдельной оси, соединен с рамой шарнирной подпружинной стойкой. При наезде на препятствие диск перекатывается через него и автоматически возвращается в исходное положение под действием пружины и диска со ступицей и стойкой. Между рядами дисков размещен криволинейный деформатор (планировщик земли). Деформатор для выравнивания (планировки) почвы, выполненный в виде ножа бульдозера, не учитывает микронеровности поля, так как размещен по всей ширине захвата машины. Навешенный сзади на раму прикатывающий каток служит для регулировки глубины обработки почвы. Отсутствие в конструкции единой оси дисковой батареи разгружает подшипниковые узлы, снижает трудовые и материальные затраты на ремонт, значительно улучшает проходимость земли и растительных остатков в междисковом пространстве. Однако подпружиненная конструкция размещения дисков на раме не только сложна, но и технологически не оправдана, так как агрофон поля (твердость земли) не постоянен и поэтому каждый диск будет идти на разной высоте от уровня почвы, а регулировка жесткости пружин затруднительна и не предусмотрена. Жесткое крепление прикатывающего катка к раме ставит в зависимость работу дисков от катка, что не допустимо.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей почвообрабатывающей машины при одновременном повышении качества обработки почвы и обеспечении надежности технологического процесса.

Технический результат достигается за счет того, что в почвообрабатывающей машине, содержащей раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток, включают корпус подшипника каждого диска, расположенный внутри вогнутой стороны сферического диска, а его стойка смонтирована на корпусе подшипника, причем стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части, причем прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления, при этом ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска, а угол β между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле

,

где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке. Каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси цапф расположены горизонтально, при этом каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке. Прутковые деформаторы выполнены с возможностью поворота, а деформатор в виде игольчатого диска имеет диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтирован на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска. Втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями, а в верхней части, размещенной над рамой, имеют шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы. На оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси.

Узел крепления стойки к сферическому диску, включающий расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные друг относительно друга с зазором для размещения в нем стойки, нижний конец которой упирается в корпус подшипника, причем кронштейны и стойка имеют крепежные изделия для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид почвообрабатывающей машины, на фиг.2 показан режущий узел почвообрабатывающей машины; на фиг.3 дана схема установки стойки на корпусе подшипников; на фиг.4 показана схема установки на раме машины почвообрабатывающего катка; на фиг.5 дана схема установки съемного кольца и сальника на оси диска; на фиг.6 дана схема установки стойки, корпуса подшипников и прутковых деформаторов; на фиг.7 дана схема установки съемного дополнительного дискового деформатора; на фиг.8 дана схема расчета угла наклона стойки.

Почвообрабатывающая машина (фиг.1, 2) содержит раму 1 с поперечными балками 2, в отверстиях которых на равных расстояниях друг от друга размещены консольно-удлиненные в нижней части втулки 3 на величину h. Удлинение втулок 3 снижает изгибающий момент стойки 4, а уплотнители 5 предохраняют втулки 3 от загрязнения.

Во втулках 3 шарнирно устанавливаются коленчатые (с прямой и отогнутой в сторону вогнутости диска частями) стойки 4 и в сборе с корпусами подшипников 6, укрепленными внутри сферических дисков 7, оси 8 которых свободно вращаются в подшипниках 9 и наклонены к горизонту на угол α. К стойкам 4 жестко крепятся съемные деформаторы почвы 10 с возможностью регулировки относительно диска 7. Ось стойки 4 совпадает с нижней кромкой диска 11, что обеспечивается углом наклона стоек 4 к вертикали β. Диски 7 в поперечных балках 2 устанавливаются автономно параллельными рядами. В ряду диски 7 устанавливаются во втулках 3 поперечных балок 2 на равных расстояниях друг от друга один за другим, образуя ряды, которые смещены относительно друг друга так, чтобы концы дисков одного ряда находились в промежутках между дисками другого ряда. В каждом ряду диски 7 синхронно устанавливаются на заданный угол атаки α₁ механизмом поворота к направлению движения, выполненным в виде поворотного рычага 12, жестко соединенного со стойкой 4 и шарнирно с поперечной тягой 13. Диски первого ряда устанавливаются вогнутой стороной в одну сторону, а диски каждого последующего ряда установлены зеркально к предыдущему. К корпусу подшипников 6 прикреплены два кронштейна 14, которые болтами 15 соединяются со стойкой 4. Точная и надежная установка корпуса подшипников 6 к стойке 4 обеспечивается фрезеровкой плоскостей П11, сочленений корпуса подшипников 6, кронштейнов 14 и стоек 4 (фиг.3).

Почвообрабатывающий каток 16 (фиг.1, 4) прикрепляется к раме 1 шарнирно независимо от рамы под углом к направлению движения; цапфы катка 17 прикреплены к оси катка горизонтально (фиг.3). Почвообрабатывающий каток 16 выравнивает почву, дробит комья, работает независимо от почвообрабатывающей машины и может быть снят с машины при отсутствии надобности в зависимости от агрофона.

Условие совпадения оси поворота стойки 4 с нижней кромкой сферического диска 11, установленного под острым углом к вертикали, позволяет стабилизировать обработку подрезаемой полосы почвы при изменении угла атаки диска, а консольная установка втулки 3 в нижней части рамы снижает усилие (изгибающий момент) на стойку, возникающее в процессе работы орудия. Допустимое отклонение - несовпадение оси стойки от кромки диска не более 50 мм в сторону изгиба стойки.

Диск 7 (фиг.2) присоединяется к оси 8 корпуса подшипников 6 болтами 18. Ось 8 установлена в корпусе подшипников 6 на подшипниках 9. Для герметизации корпуса подшипников 6 установлены сальник 19, размещенный на сменном кольце 20, и крышка 21 (фиг.2, 5). Съемное кольцо 20 применено с целью его замены по мере износа, что позволит увеличить срок службы оси 8. Над втулкой 3 стойки 4 размещается шайба 22. Стойка 4 к раме 1 крепится болтом 23 через шайбу 22.

Болтами 15 между кронштейнами 14 крепятся съемные прутковые деформаторы 10, устанавливаемые в пространстве между диском 7 и стойкой 4 (фиг.6).

На схеме установки съемного дополнительного деформатора (фиг.2, 7) в виде игольчатого диска 24 с диаметром не более четверти диаметра сферического диска, установленного на стойке 25, где имеются стопоры 26, позволяющие установить игольчатый диск 24 со стойкой 25 в опорах 27 относительно сферического диска 7 в любом положении по высоте и углу атаки.

Узел крепления стойки 4 к сферическому диску 7 (фиг.2, 6) включает расположенный с вогнутой стороны сферического диска 7 корпус подшипника 6, на котором жестко закреплены два кронштейна 14, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки 4 с профрезерованной на длину кронштейнов 14 и ширину зазора; нижний конец наклонной части стойки 4 упирается в плоскость корпуса подшипников 6. Болтами 15 стойка 4 с диском 7 жестко фиксируется, что обеспечивает и заданный угол наклона диска в вертикальной плоскости. Угол между прямой и отогнутой частями наклона стойки определяется по формуле

.

Этот угол обеспечивает надежность технологического процесса.

Почвообрабатывающая машина (фиг.2) работает следующим образом.

Перед началом работы в зависимости от требуемой глубины обработки и состояния агрофона (наличие растительных остатков, влажность, плотность почвы и т.д.) путем перемещения тяг 13 и поводка 12 стойки 4 с диском 7, посредством поводка 12 устанавливаются углы атаки дисков 7 - α. При движении машины вперед благодаря тому, что диски 7 на брусьях установлены вогнутой стороной в противоположные стороны наклона оси в вертикальной плоскости β и заданного угла стойки α₁, происходит отделение почвенного пласта заданного размера от монолита, сдвигания его в сторону борозды и крошение. При встрече пласта с корпусом подшипников, стойкой и прутковыми или игольчатыми деформаторами, а также размещении оси стойки в одной плоскости с нижней точкой кромки диска происходит дополнительное крошение пласта и планирование почвы для посева семян.

Исходя из сказанного предложенная почвообрабатывающая машина позволит расширить функциональные возможности машины путем дополнительного дробления почвы и выравнивания почвы за счет размещения ступицы, стойки, прутковых деформаторов или игольчатого диска со стороны вогнутой стороны сферического диска.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для предпосевной обработки почвы под зерновые, технические, кормовые, садовые, ягодные и овощные культуры. Машина содержит раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток. Корпус подшипника каждого диска расположен с его вогнутой стороны, а стойка смонтирована на корпусе подшипника. Каждая стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части. Прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления. Угол между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле , где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке. Ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска. Каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси его цапф расположены горизонтально. Каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке. Деформаторы смонтированы на стойке с возможностью поворота и выполнены в виде прутков или в виде игольчатого диска, который имеет диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтирован на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска. Втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями и имеют в верхней части, размещенной над рамой, шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы. На оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси. Узел крепления стойки к сферическому диску включает расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки. Нижний конец стойки упирается в корпус подшипника. Кронштейны и стойка имеют крепежные элементы для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости. Такое конструктивное выполнение позволит расширить функциональные возможности машины при одновременном повышении качества обработки почвы и технологической надежности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Почвообрабатывающая машина, содержащая раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток, отличающаяся тем, что корпус подшипника каждого диска расположен с его вогнутой стороны, а стойка смонтирована на корпусе подшипника, причем стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части, причем прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления, при этом ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска, а угол между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле , где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке, причем каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси цапф расположены горизонтально, при этом каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что деформаторы смонтированы на стойке с возможностью поворота и выполнены в виде прутков.3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что деформаторы выполнены в виде игольчатого диска, имеют диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтированы на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска.4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями.5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что втулка крепления стойки к раме имеет в верхней части, размещенной над рамой, шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы.6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси.7. Узел крепления стойки к сферическому диску, включающий расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки, нижний конец которой упирается в корпус подшипника, причем кронштейны и стойка имеют крепежные элементы для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости.