ДИСКОВАЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ СЕКЦИЯ Российский патент 2023 года по МПК A01B7/00 A01B21/08 A01B35/16 

Изобретение относится к отрасли сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим секциям машин и орудий, например, ротационных борон и культиваторов.

Известны почвообрабатывающие секции, содержащие плоские дисковые рабочие органы, выполненные в виде многоугольников с четным числом сторон (патент РФ на изобретение №1794327, А01В 15/18, 15/16, опубл. 15.02.1993, Бюлл. №6; патент РФ на полезную модель №87859, А01В 35/20, опубл. 27.10.2009, Бюлл. №30).

Недостатками известных почвообрабатывающих секций являются неполное подрезание сорных растений и неравномерное крошение почвенного пласта, поскольку их рабочие органы совершают обычное вращательное движение.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению по своей сущности и достигаемому результату при его использовании является почвообрабатывающая секция культиватора, которая содержит квадратные диски, жестко закрепленные на валу под произвольным углом (патент Франции №2379241, А01В 33/02, 33/08, опубл. 13.10.1978, Бюлл. №40). Здесь смежные квадратные диски смещены относительно друг друга на некоторый угол таким образом, чтобы они располагались вокруг вала по винтовым линиям.

Недостатком прототипа является технологическая неустойчивость и неравномерная глубина обработки почвы. Это связано с тем, что в результате наклонного закрепления квадратных дисков на валу их профильные проекции превращаются в прямоугольники, а это приводит к нарушению постоянства расстояния их вершин от оси вращения. Поэтому в процессе обработки почвы рама секции совершает вертикальные колебания, а сами диски работают рывками. К тому же смещение дисков относительно друг друга на произвольный угол не позволяет взаимно уравновешивать боковые реакции почвы, что отрицательно сказывается на сроках службы подшипниковых опор.

Задачей, на решение которой направлено изобретение является обеспечение постоянства расстояния вершин многоугольных дисков от оси вращения и полное взаимное уравновешивание боковых реакций почвы на их рабочие поверхности.

Технический результат - повышение качества и эффективности обработки почвы.

Это достигается тем, что в известной почвообрабатывающей секции, содержащей жестко закрепленные на валу наклонные диски, подшипниковые опоры, диски выполнены в виде вписанного в эллипс многоугольников, причем большая ось эллипса наклонена к оси вращения вала под углом α=arcsin(b/а), где b - малая полуось эллипса; а - большая полуось эллипса. Кроме того, многоугольные диски повернуты один относительно другого вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол β=180k/(n-1), где n - количество многоугольных дисков в секции, k - нечетное количество периодов суммарного поворота многоугольных дисков на 180 градусов. К тому же, стороны многоугольных дисков выполнены с двухсторонней заточкой.

На Фиг. 1 изображена конструктивная схема почвообрабатывающей секции с многоугольными дисками, выполненными для примера в виде шестиугольников, вид спереди.

Фиг. 2 - вид А на Фиг. 1 конструктивная схема, вид сбоку.

Фиг. 3 - фронтальная и профильная проекции шестиугольного диска.

Фиг. 4 - вид Б на Фиг. 3 шестиугольный диск в натуральную величину.

Предлагаемая почвообрабатывающая секция (Фиг. 1) содержит диски 1, выполненные в виде вписанных в эллипс многоугольников, которые, образуя секцию, жестко закреплены на валу 2. Вал 2 установлен на подшипниковых опорах 3, которые, в свою очередь, крепятся на раме 4 секции. В результате закрепления многоугольных дисков 1 на валу 2 строго под углом α=arcsin(b/a) обеспечивается постоянство расстояния их вершин от оси вращения вала, поскольку только в этом случае профильная проекция эллипса, который описывает многоугольные диски превращается в окружность с заданным диаметром D. Для взаимного уравновешивания боковых реакций почвы многоугольные диски 1 повернуты один относительно другого вокруг оси вала 2 по часовой или против часовой стрелки на угол β=180k/(n-1). Например, если взять ширину захвата почвообрабатывающей секции равной В - 3,6 м, а расстояние между центрами дисков S=0,2 м, то необходимое количество дисков в секции получается равным 18. Для обеспечения плавного углового смещения, т.е. для повышения устойчивости движения, берем количество периодов суммарного поворота дисков k=1. В результате расчета получим угол поворота β=10,59°. Для снижения сопротивления резанию стороны многоугольных дисков 1 выполнены с двухсторонней заточкой.

При поступательном движении почвообрабатывающей секции со скоростью V_e многоугольные диски 1 благодаря силе трения скольжения рабочих поверхностей о почву вращаются вокруг оси вала 2 с угловой скоростью ω и перемещаются в пространстве по сложной траектории, т.е. помимо вращения вокруг оси вала они совершают колебательное движение в вертикально-поперечной плоскости. Многоугольные диски в течение одного оборота плавно заходят в почву на заданную глубину и воздействует на пласт своими боковыми поверхностями. В результате активизируется процесс крошения почвы, дробления и измельчения комков, отдельных глыб. К тому же, благодаря стабильному защемлению рабочими кромками почвенно-растительных остатков здесь эффективно уничтожаются сорняки.

Технико-экономическая эффективность выражается в том, что постоянство расстояния вершин многоугольных дисков почвообрабатывающей секции от оси вращения резко улучшает динамику движения агрегата, следовательно, технологическую его устойчивость. Многоугольные диски заходят в почву без рывков, стабилизируется кинематика скользящего резания пласта и растительных остатков, обеспечивается равномерность глубины обработки почвы и полное взаимное уравновешивание боковых реакций почвы на рабочие части.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Дисковая почвообрабатывающая секция содержит жестко закрепленные на валу наклонные диски и подшипниковые опоры. Диски выполнены в виде вписанных в эллипс многоугольников. Большая ось эллипса наклонена к оси вращения вала под углом α=arcsin(b/a), где b - малая полуось эллипса; а - большая полуось эллипса. Многоугольные диски повернуты один относительно другого вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол β=180k/(n-1), где n - количество многоугольных дисков в секции, k - нечетное количество периодов суммарного поворота многоугольных дисков на 180 градусов. Обеспечивается повышение качества и эффективности обработки почвы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дисковая почвообрабатывающая секция, содержащая жестко закрепленные на валу наклонные диски и подшипниковые опоры, отличающаяся тем, что диски выполнены в виде вписанных в эллипс многоугольников, причем большая ось эллипса наклонена к оси вращения вала под углом α=arcsin(b/a), где b - малая полуось эллипса; а - большая полуось эллипса, при этом многоугольные диски повернуты один относительно другого вокруг оси вала по часовой или против часовой стрелки на угол β=180k/(n-1), где n - количество многоугольных дисков в секции, k - нечетное количество периодов суммарного поворота многоугольных дисков на 180 градусов.

2. Дисковая почвообрабатывающая секция по п.1, отличающаяся тем, что стороны многоугольных дисков выполнены с двухсторонней заточкой.