Дисковое орудие Российский патент 2023 года по МПК A01B7/00 A01B21/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к почвообрабатывающим орудиям, где используются дисковые рабочие органы.

В самом общем случае на дисковой бороне взаимная ориентация дисковых рабочих органов (фиг. 1-3) может быть одинаково ориентированной, т.е. при одинаковых значениях углов наклона к вертикали, и противоположно ориентированной, т.е. в случае, когда углы наклона к вертикали противоположно направлены, а сами случаи называют в «свал» и в «развал» (Дисковые бороны и лущильники. Проектирование технологических параметров: учеб. пособие/ Сохт К.А., Трубилин Е.И., Коновалов В.И. - Краснодар: КубГАУ, 2014). Отличительной особенностью современных дисковых борон от многих других сельскохозяйственных орудий является то, что в зависимости от их взаимного расположения, т.е. от технологической схемы расстановки, будут также значительно изменять показатели работы всего агрегата. К таким показателям относится, например, энергоемкость, при ориентации дисков для работы в сторону открытой борозды, качественные показатели, например, гребнистость дна борозды, которая очевидна будет зависеть от конструктивных и технологических параметров самих рабочих органов, а также их расстановки на раме орудия. При этом величину расстояния между соседними дисковыми рабочими органами можно определять по выражению (Коновалов В.И. Конструктивные параметры и режимы работы дискового рабочего органа с изменяющимся радиусом кривизны [Текст]: дис. канд. техн. наук: 05.20.01: защищена 25.02.21: утв. 23.06.21 / Коновалов Владимир Иванович. - Краснодар, 2021. - 157 с.).:

где

b - расстояние между точками пересечения осей соседних дисков с плоскостями вращения их режущих кромок вдоль оси OY, м; R₁ и R₂ - радиусы дисковых рабочих органов, м; α₁ и α₂ - углы атаки дисковых рабочих органов, град; β₁ и β₂ - углы установки дисковых рабочих органов к вертикали, град; h_г - принятая высота гребнистости дна борозды, м.

Однако указанное выражение не учитывает физико-механические свойства почвы.

Известно дисковое почвообрабатывающие орудие (см. патент РФ №2185044, А01В 21/08 от 20.07.2002), включающие раму с закрепленными на ней в несколько рядов поперечными брусьями, на которых смонтированы вертикальные стойки с осями на концах и установленные на осях с возможностью вращения сферические диски, при этом диски имеют регулируемый угол атаки, наклон к вертикали и расположены фронтальное по ширине захвата, кроме того, диски на первом и втором брусьях установлены вогнутой или выпуклой сторонами соответственно в противоположные стороны и образуют первый парный ряд дисков, при этом в последующих соседних парных рядах диски установлены соответственно противоположно относительно дисков первого парного ряда, а каждый последующий диск смещен в поперченном направлении относительно предыдущего диска в сторону необработанной первым рядом дисков междисковой полосы земли на величину, равную частному от деления междискового расстояния на количество рядов.

Известна дисковая борона (см. патент РФ №79745, А01В 7/00, А01В 21/08 от 21.08.2009) содержащая раму с четырьмя рядами поперечных брусьев, на которых на отдельных стойках смонтированы с возможностью вращения сферические диски, диски имеют угол атаки, наклонены к вертикальной плоскости и расположены фронтально по ширине захвата, при этом диски на первом и втором брусьях установлены вогнутой или выпуклой сторонами соответственно в противоположные стороны и образуют первый парный ряд дисков, а в последующих соседних парных рядах диски установлены соответственно противоположно относительно дисков первого парного ряда, диски второго ряда смещены относительно дисков первого ряда на половину расстояния между соседними дисками в рядах b/2, при этом диски первого и второго ряда обрабатывают почву шириной:

где b₁ - ширина полосы почвы, обрабатываемой одним отдельно взятым диском при работе в монолите без отрыва и сдвига почвы в предварительно открытую борозду; R - радиус диска; h_n - высота допустимого продольного гребня; α - угол атаки; β - угол наклона диска к вертикали, а диски третьего и четвертого рядов смещены относительно дисков первого ряда на величину 1,5 b₁=0,3 b и по отношению к дискам второго ряда смещены на величину b₁=0,2 b, а расстояние между соседними дисками в рядах b=5 b₁

Известна дисковая борона (см. патент РФ №94404, А01В 7/00, А01В 21/08 от 02.03.2010 - прототип) содержащая устройство для соединения ее с энергосредством, раму, на которой фронтально рядами установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы, имеющие угол атаки, угол наклона к вертикальной плоскости и образующие парные ряды, при этом диски первого ряда расположены симметрично в равном количестве слева и справа от продольной оси симметрии и направлены выпуклостью диска к продольной оси симметрии, причем два средних диска смещены от оси симметрии в левую и правую стороны от этой оси на величину b/2, диски второго ряда обращены выпуклостью в правую или левую сторону и установлены так, что средний диск, расположенный рядом с осью симметрии, смещен от нее в сторону выпуклости соседнего диска на величину (0,5±0,1)b₁, а диски третьего ряда обращены выпуклостью в противоположную сторону относительно дисков второго ряда и образуют с ним первый парный ряд дисков, при этом средний диск этого ряда смещен от оси симметрии в сторону выпуклости соседнего диска в этом ряду также на величину (0,5±0,1)b₁, в последующем парном ряду диски установлены соответственно противоположно относительно дисков предшествующего парного ряда, а средние диски в этих рядах смещены от оси симметрии бороны в сторону вогнутости сферы соседнего диска соответственно в каждом ряду на величину (1,3±0,2)b₁, при этом расстояние между соседними дисками в рядах b=5 b₁, при этом:

где b₁ - ширина полосы почвы, обрабатываемой одним диском; R - радиус диска; h_n - высота допустимого продольного гребня; α - угол атаки; β - угол наклона диска к вертикали.

Общим недостатком указанных дисковый орудий является высокая энергоемкость при несоблюдении агротехнических показателей работы, в частности гребнистости дна борозды. Этот объясняется тем, что при смещении последующего диска в поперченном направлении относительно предыдущего диска в сторону необработанной первым диском междисковой полосы земли, величина смещения зависит от ширины захвата отдельно взятого диска с учетом возможного сдвига почвы при работе в сторону открытой борозды. Однако при различных схемах ориентации соседних дисков, при условии одинаковой ширины захвата отдельно взятого диска и соблюдении агротехнически допустимой высоты гребнистости дна борозды, величина смещения будет иметь совершенно разную величину. Кроме того, требуемая величина смещения в каждой отдельной паре дисков не зависит от количества рядов в орудии. Таким образом, помимо снижения качества работы, уменьшение расстояния между соседними дисками, т.е. ширины захвата парой дисков, приводит к росту энергоемкости.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости и повышения качества технологического процесса.

Технический результата достигается тем, что дисковое орудие, содержащие устройство для соединения его с энергосредством, раму, на которой фронтально рядами установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы, имеющие угол атаки, угол наклона к вертикальной плоскости и образующие парные ряды, согласно изобретению, соседние дисковые рабочие органы, образующие парные ряды, установлены на расстоянии Ь друг от друга на величину, обеспечивающую требуемую высоту гребнистости дна борозды и определяемую из выражения:

где

b - расстояние между точками пересечения осей соседних дисков с плоскостями вращения их режущих кромок вдоль оси OY, м; R₁ и R₂ - радиусы дисковых рабочих органов, м; α₁ и α₂ - углы атаки дисковых рабочих органов, град; β₁ и β₂ - углы установки дисковых рабочих органов к вертикали, град; h_г - принятая высота гребнистости дна борозды, м; ξ - коэффициент сдвига почвы, ξ=1…1,7.

Новизна заявленного технического результата обусловлена тем, что за счет индивидуального размещения в поперечном направлении соседних дисков в парных рядах, на величину, обеспечивающую требуемую высоту гребнистости дна борозды, при различных сочетаниях их конструктивных и технологических параметров, а также физико-механических свойств почвы, устраняется возможность повторной обработки почвы между ними, тем самым снижая энергоемкость, или же устраняется возникновение необработанных участков, что в сочетании с агротехнически установленной высоты гребнистости дна борозды ведет к повышению качества обработки почвы. Кроме того, величина смещения в поперечном направлении соседних дисков в парных рядах не зависит от рядности орудия, что позволяет ее применять на различных технологических схемах расстановки рабочих органов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 показана схема орудия при размещении дисков в парных рядах по схеме в одном направлении; на фигуре 2 - схема орудия при размещении дисков в парных рядах по схеме в «развал»; на фигуре 3 - схема орудия при размещении дисков в парных рядах по схеме в «свал»; на фигуре 4 - проекция дисков на фронтальную плоскость при размещении в парных рядах по схеме в одном направлении; на фигуре 5 - проекция дисков на фронтальную плоскость при размещении в парных рядах по схеме в «развал»; на фигуре 6 - проекция дисков на фронтальную плоскость при размещении в парных рядах по схеме в «свал».

Дисковое орудие состоит из устройства 1 для соединения его с энергосредством, раму (на фигуре не показаны), на которой фронтально рядами 2 установлены на автономных стойках (на фигуре не показаны) дисковые рабочие органы 3, имеющие ось вращения 4, режущую кромку 5, угол атаки α, угол наклона к вертикальной плоскости β и образующие парные ряды. Соседние дисковые рабочие органы 3, образующие парные ряды, при условии соблюдения фиксированной величины гребнистости дна борозды и физико-механических свойств почвы, установлены на расстоянии b друг от друга, которое определяется из выражения:

где

b - расстояние между точками пересечения осей соседних дисков с плоскостями вращения их режущих кромок вдоль оси OY, м; R₁ и R₂ - радиусы дисковых рабочих органов, м; α₁; и α₂ - углы атаки дисковых рабочих органов, град; β₁ и β₂ - углы установки дисковых рабочих органов к вертикали, град; h_г - принятая высота гребнистости дна борозды, м; ξ - коэффициент сдвига почвы, ξ=1…1,7.

При этом, используя одинаковый или противоположный знак углов установки к вертикали β рабочих органов, определяется величина расстояния между соседними дисковыми рабочими органами в поперечном направлении для любой схемы их расстановки, а коэффициент сдвига почвы ξ позволяет ее скорректировать для почв с различными физико-механическими свойствами при работе в сторону открытой борозды.

Работа дискового орудия осуществляется следующим образом.

Перед началом работы дисковое орудие агрегатируется с энергосредством при помощи устройства 1. При рабочем ходе дискового орудия дисковые рабочие органы 3, установленные рядами 2 при помощи автономных стоек на раме, подрезают пласт почвы, крошат его, частично перемешивают и сдвигают. За счет установки в парных рядах дисковых рабочих органов на величину, обеспечивающую принятую высоту гребнистости дна борозды с учетом физико-механических свойств почвы и схемой их расставки на раме орудия, повторная обработка почвы или же образование не обработанных участков не допускается, тем самым снижается энергоемкость и повышается качество технологического процесса. После совершения разворота и выезда орудия на следующий рабочий ход дисковые рабочие органы 3 опускаются и рабочий ход повторяется.

Таким образом, предложенное дисковое орудие обеспечивает достижение технического результата.

Изобретение промышленно применимо и может быть реализовано в условиях завода или другого промышленного предприятия.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к почвообрабатывающим орудиям, где используются дисковые рабочие органы. Дисковое орудие включает устройство 1 для соединения его с энергосредством, раму, на которой фронтально рядами 2 установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы 3, имеющие угол атаки, угол наклона к вертикальной плоскости и образующие парные ряды. Соседние дисковые рабочие органы, образующие парные ряды, установлены на расстоянии b друг от друга на величину, обеспечивающую требуемую высоту гребнистости дна борозды и определяемую из выражения где b - расстояние между точками пересечения осей соседних дисков с плоскостями вращения их режущих кромок вдоль оси OY, м; R₁ и R₂ - радиусы дисковых рабочих органов, м; α₁ и α₂ - углы атаки дисковых рабочих органов, град; β₁ и β₂ - углы установки дисковых рабочих органов к вертикали, град; h_г - принятая высота гребнистости дна борозды, м; ξ - коэффициент сдвига почвы, ξ=1…1,7. Изобретение обеспечивает снижение энергоемкости и повышение качества технологического процесса. 6 ил.

Дисковое орудие, содержащее устройство для соединения его с энергосредством, раму, на которой фронтально рядами установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы, имеющие угол атаки, угол наклона к вертикальной плоскости и образующие парные ряды, отличающееся тем, что соседние дисковые рабочие органы, образующие парные ряды, установлены на расстоянии b друг от друга на величину, обеспечивающую требуемую высоту гребнистости дна борозды и определяемую из выражения

где b - расстояние между точками пересечения осей соседних дисков с плоскостями вращения их режущих кромок вдоль оси OY, м; R₁ и R₂ - радиусы дисковых рабочих органов, м; α₁ и α₂ - углы атаки дисковых рабочих органов, град; β₁ и β₂ - углы установки дисковых рабочих органов к вертикали, град; h_г - принятая высота гребнистости дна борозды, м; ξ - коэффициент сдвига почвы, ξ=1…1,7.