Борона пружинна

Борона пружинна, яка складається з горизонтально розташованої рамки, що містить паралельно розміщені трубчасті осі, на яких з однаковим визначеним кроком жорстко закріплені пружинні зуби, кожний з яких має монтажну частину на верхньому кінці зубця для монтажу зубця консольно на трубчастій осі рамки, пружинну частину для 3 37072 Цей недолік усунений у бороні з пружинними зубами, яка складається з рамки, виконаної у вигляді решітки з паралельними трубчастими елементами розташованими перпендикулярно напряму обробітку ґрунту, на яких у заданому порядку встановлені пружинні зуби, що являють собою прямолінійні продовження крайніх витків циліндричної пружини кручення і розташовані перпендикулярно до осі пружини, яка кріпильним місцем, виконаним в її середній частині, жорстко закріплена на трубчастому елементі рамки борони, а самі зуби встановлені з нахилом у вертикальній площині, паралельній лінії тяги [див. патент України № 46080 з класу А 01 В 19/02 опублікований 15.05.2002 року в Бюл. № 5 за 2002 рік]. Основним недоліком цієї пружинної борони є подвійність конструкції її робочих органів, зокрема, пружинних зубів. Якщо один із зубів в парі стане непридатним для подальшої експлуатації, то при його заміні, автоматично вилучається і другий пружинний зуб, який ще придатний до експлуатації. Це, зрозуміло, економічно невиправдано. До того ж, виготовлення подвійних зубів занадто складніше ніж виготовлення одинарних та вимагатиме застосування спеціального устаткування. Найбільш близькою за своєю суттю та ефекту, що досягається, і яка приймається за прототип, є борона пружинна, яка складається з горизонтально розташованої рамки, що містить паралельно розміщені трубчасті осі, які розташовані перпендикулярно напряму обробітку ґрунту, і на яких з однаковим визначеним кроком жорстко закріплені пружинні зуби, кожний з яких має монтажну частину на верхньому кінці зубця для монтажу зубця консольно на трубчастій осі рамки, пружинну частину для забезпечення пружних властивостей зубцю, та стрижньову частин у, що простягається донизу від пружинної частин та своїм консольним кінцем безпосередньо контактує з ґр унтом, що обробляється. При цьому кожний із зубців прикріплений до осі таким чином, що їх пружинна частина опиняється зверху над його монтажною та стрижневою частинами, а між витками пружинної частини відсутній зазор [див. патент України № 556 U з класу А 01 В 21/04 опублікований у 2000 році]. Основним недоліком цієї відомої борони пружинної є невдосконаленість її конструкції, яка надглядається, щонайменше у трьох таких технічних аспектах: По-перше, це специфіка кріплення зуба до трубчасто ї вісі, а саме: пружинна частина зуба розгорнена догори, тобто знаходиться над його монтажною та стрижневою частинами, або знаходиться позаду стрижневої частини зубу, відносно напряму руху борони пружинної. При такій просторової орієнтації пружинної частини зуба, при відхиленні його стрижневої частини догори під час обробітку ґрунту, яка відбувається коли кінець стрижневої частини зіштовхується з каменями чи грудками ґрунту, пружинна частина зубу продовжує ніби скручуватися, тобто її діаметр повинен зменшитися. Але при цьому (через зменшення діаметру) відбувається непропорційне зростання жорсткості пружини. Підвищенню жорсткості пру 4 жини додає також відсутність зазорів між її витками. У підсумку, жорсткість пружинної частини зубу настільки зростає, що вона втрачає свої пружні властивості, що утр уднює відхилення догори стрижневої частини зубу, що, у підсумку, порушуватиме технологічний процес поверхневого обробітку ґрунту, через примусове занурювання стрижневої частини зубу у ґрунт та утягнення за собою грудок та каменів. По-друге, саме відсутність зазорів між витками пружинної частини зубу сприяє їх скріпленню між собою брудом та ґрунтом під час його обробітку, особливо, коли ґрунт вологий. Через це, у процесі обробки ґрунту пружинна частина зубу поступово втрачає свої пружинні властивості, перетворюючись на монолітний нерухомий елемент зубу, що приводить до таких же ж негативних наслідків, про які вже казалося вище - до порушення технологічного процесу обробки ґрунту. По-третє, саме перпендикулярне розташування трубчасти х осей у рамки забезпечує мінімальною ширину обробки грунту кожним зубом. Наявність цього недоліку пояснюється наступним. Оскільки пружинна частина зубу має вигляд циліндрової пружини, природно, що при надяганні пружини на вісь, стрижнева частина зубу опиняється співпадаючою із напрямом рушення борони. Тоді, при контакті стрижневої частини з ґрунтом виникає лише поздовжня сила пружності на кінці робочої частини зубу, яка співпадає з напрямом руху борони. Це приводить до того, що при рушенні борони, стрижневі частини зубів може рухатися лише прямолінійно, що, по-перше, зменшую площу захоплення обробітку ґрунту зубом до мінімуму, майже «ниткова» обробка , та, по-друге, утворює на поверхні ґрунту поздовжні канавки. Отже, при такому розташуванні трубчасти х осей у рамки неможливо забезпечити коливання стрижневої частини зубу, а через це, - неможливо збільшити ширину захоплення обробки ґрунту зубом, що, у підсумку приводить до зниження якості поверхневого обробітку ґрунту. В основу корисної моделі поставлено завдання підвищення якості поверхневого обробітку ґрунту через вдосконалення конструкції борони шляхом забезпечення постійності пружних властивостей зубу незалежно від часу та умов експлуатації борони та надання йому коливального руху по ґрунту за рахунок зміни просторової орієнтації трубчасти х осей у рамці, способу кріплення пружинних зубів до вказаних трубчастих осей за локальної зміни конструкції пружинної частини зубу. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у бороні пружинної, яка складається з горизонтально розташованої рамки, що містить паралельно розміщені трубчасті осі, на яких з однаковим визначеним кроком жорстко закріплені пружинні зуби, кожний з яких має монтажну частину на верхньому кінці зубця для монтажу зубця консольно на трубчастій осі рамки, пружинну частину для забезпечення пружних властивостей зубцю та стрижневу частин у, що простягається донизу від пружинної частини та своїм консольним кінцем безпосередньо контактує з ґрунтом, що обробля 5 37072 ється, згідно пропозиції, кожний із зубців прикріплений до осі таким чином, що їх пружинна частина опиняється знизу над його монтажною та стрижневою частинами, а між витками пружинної частини витримано гарантований зазор d, а також трубчасті осі у рамці розгорнуті під визначеним кутом a, наприклад, на 1°, до напряму рушення борони під час поверхневого обробітку ґрунту. Встановлення пружинних зубів із розгортанням їх пружинної частини донизу, усуває перший недолік відомої борони, оскільки при зі штовханні стрижневої частини зубу з каменями чи грудками ґрунту, жорсткість пружини зменшується через збільшення діаметру пружини, що дає змогу стрижневої частині зубу легко відхилятися догори над перешкодою, а не утягувати її собою. Витримування гарантованого зазору між витками пружини пружинної частини зубу, повністю усуває др угий недолік відомої борони, оскільки саме зазор попереджує злипання витків пружини між собою, тобто не дозволяє пружині втрачати з часом пружних властивостей та зберігати їх однаковими у весь період експлуатації борони. Розгортання трубчастих елементів під певним кутом до напряму рушення борони усуває третій недолік відомої борони, оскільки саме таке розташування трубчасти х елементів забезпечує появу перпендикулярної складової сили у з убі, яка примушує кінець стрижневої частини зубу здійснювати коливальні рухи (Z-подібні), які, з урахуванням поздовжнього рушу борони, утворюють складний рух (за колом) стрижневої частини, та саме так, максимально збільшити ширину захоплення ґрунту, що обробляється. Зміною кута повернення трубчасти х елементів, можна регулювати ширину смуги обробки ґрунту кожним зубом. Таким чином, зміна конструктивних особливостей пружинної частини зубу, зміна його просторової орієнтації при кріпленні до вісі, та зміна просторової орієнтації останній відносно напрямку рушення борони, дозволяє зберігати незмінними її техніко-експлуатаційні характеристики у часі, та одночасно підвищити якість поверхневого обробітку ґрунту пружинними зубами. Подальша сутність корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: фіг. 1 — схематичне зображення запропонованої борони пружинної, вигляд збоку; фіг. 2 - те ж саме, вигляд зверху; фіг. З - конструкція пружинного зубу. На всі х фігура х стрілкою показаний напрям обробітку ґрунту. Запропонована борона пружинна складається з горизонтально розташованої рамки 1, що містить паралельно розміщені трубчасті осі 2, на яких з однаковим визначеним кроком жорстко закріплені пружинні зуби 3. Кожний пружинний зуб 3 має монтажну частину 4 на верхньому кінці зубця для монтажу зубця консольно на трубчастій осі 2 рамки, пружинну частину 5 для забезпечення пружних властивостей зубу 3, та стрижньову частину 6, що простягається донизу від пружинної частин та своїм консольним кінцем безпосередньо контактує з ґрунтом, що обробляється. Кожний із пружинних зубів 3 прикріплений до осі 2 таким чином, що їх пружинна частина 5 опи 6 няється знизу над його монтажною 4 та стрижневою 6 частинами. Між витками пружинної частини 5 зубу 3 витримано гарантований зазор d. Тр убчасті осі 2 у рамки 1 розгорнути під визначеним кутом a. Практикою доведено, що максимальний ефект коливання стрижньової части 6 зубу 3 досягається, коли кут а дорівнюється 1°. Цілком зрозуміло, що у конструкції борони пружинної рамок 1 може бути декілька та вони можуть мати різні розміри та співвідношення між ними у залежності від потрібної загальної ширини захвату борони, а також борона може бути складною для покрашення умов та безпеки її транспортування, чи нескладною, при невеликих габаритних розмірах. Подальша сутність корисної моделі пояснюється спільно з принципом роботи запропонованої борони пружинної. Перед початком обробітку ґрунту, рамку 1 борони за допомогою гідросистеми транспортного засобу опускають та спирають безпосередньо на ґрунт. (Ме ханізм регулювання глибини обробітку та встановлення кута атаки не розглядаються через загальновідомість). При рушенні борони пружинної, стрижневі частини 6 її зубів 3 спушують ґрунт та закривають вологу. При зустрічі стрижневої частини 6 зубу 3 із каменем чи твердою грудкою, вона легко відхиляється і підіймається догори над перешкодою, оскільки пружинна частина 5 не перешкоджає такому відхиленню, а навпаки, сприяє, оскільки, завдяки запропонованому просторовому кріпленню зубу 3 до вісі 2, жорсткість пружини зменшується. В процесі пересування борони, завдяки нахилу осей 2 до напряму руху, через який з'являється бічна сила, стрижневий кінець 6 зубу 3 здійснює коливання чи мікро-вібрації, що дозволяє максимально збільшити площу обробітку грунту кожним зубом 3. Наявність зазорів між витками пружини пружинної частини 5 зубу 3 не дозволяють забиватися виткам бруду, та саме так зберігати пружні властивості робочого органу запропонованої борони пружинної. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення, від раніш відомих, полягає в тому, що у рамки 1 борони, паралельні осі 2 встановлені під визначеним кутом до напряму обробітку ґрунту, а між витками пружинної частини 5 зубу 3 витримані гарантовані зазори, та пружинна частина 5 зубу 3 звернена у напрям руху борони. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють автоматично надати коливального руху стрижневій частині 6 зубу 3 через появу додаткової складової сили опору, гарантувати стабільність у часі технікоексплуатаційних характеристик сільськогосподарського знаряддя, через виключення зміни жорсткості пружинної частини 5 зубу 3. Причому, на отримання вказаних позитивних властивостей не потребується ніякого загального ускладнення конструкції сільськогосподарського знаряддя для поверхневого обробітку ґрунту. Жодна з відомих пружинних борін не може володіти вказаними властивостями, оскільки або пружинні частини зубів розгорнуті догори (наприклад, патенти GB2067061, GB23 50543 та інші), або трубчасті вісі спрямовані чітко перпендикулярно напряму обробки ґрунту 7 37072 (наприклад, патенти UA38568, UA46080, UA46096 та інші), або між витками пружинної частини зубу відсутні гарантовані зазори (наприклад, ті ж самі патенти UA46080, UA46096, GB2067061, GB2350543 та інші), або, якщо окремі елементи і зустрічаються, то разом у одній конструкції вони відсутні, що не дає змоги таким конструкціям отримати певних переваг, присутніх запропонованій бороні. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - підвищення якості поверхневого обробітку ґрунту через стабілізацію пружних властивостей пружинних зубів борони у часі; - підвищення якості поверхневого обробітку ґрунту через надання пружинним зубам борони коливального руху; - збільшення ширини захвату ширини обробки грунту кожним зубом з цієї ж причини; - збільшення строку експлуатації зубів через відсутність тертя між витками їх пружинної частини; - розширення техніко-економічних характеристик пружинної борони без додаткового ускладнення її конструкції. Економічний ефект від провадження корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок підвищення врожайності через підвищення якості поверхневого обробітку ґрунту при зберіганні вартості борони пружинної. Після опису вищезазначеної конструкції пру Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 8 жинної борони, фахі вцям в даній області сільськогосподарської техніки повинно бути, наявно, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації і інші варіанти застосування відомих пружинних зубів, конструкцій рамок, осей, способів з'єднання вузлів та елементів між собою, можуть змінюватися у різному співвідношенні і, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що використано у пропозиції спеціальна просторова орієнтація окремих елементів борони, зокрема, осей та зубів, наявність гарантованого зазору між витками пружинної частини зубу, і саме ці обставини дозволяють надбати бороні пружинній перераховані і інші переваги. Виготовлення, зміна і використання лише окремих деталей або вузлів борони пружинної, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інше подібно описаній схема тупикової паливної системи вже не вимагатиме будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому і не може вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601