Дискова борона

1. Дискова борона, що містить раму, передні і задні батареї з дисковими робочими органами, балки яких з'єднані з рамою за допомогою вертикальних шарнірів, і механізми повороту батарей, яка відрізняється тим, що кожний механізм повороту батареї містить опорний кільцевий сегмент, закріплений зверху рами і виконаний з розташованими по дузі до осі вертикальних шарнірів балки отворами для установки батареї в робоче положення з заданим кутом атаки дискових робочих органів і отворами для установки батареї в транспортне положення, опорний ролик, закріплений на балці за допомогою кронштейна і взаємодіючий зверху з опорним кільцевим сегментом, і фіксатор, установлений на кронштейні балки з можливістю взаємодії з одним з отворів опорного кільцевого сегмента і фіксацГі батареї в заданому робочому чи транспортному положенні. 2. Дискова борона за п. 1, яка відрізняється тим, що опорний ролик кожного механізму повороту батареї розміщений у поперечному пазу, виконаному в кронштейні балки батареї, і містить опорне кільце, закріплене через підшипник на горизонтальній осі, при цьому вісь встановлена в отворах, виконаних у стінках поперечного паза згаданого кронштейна уздовж балки. 3. Дискова борона за п. 1, яка відрізняється тим, що фіксатор кожного механізму повороту батареї виконаний у вигляді стрижня, закріпленого на балці з можливістю вертикального переміщення за допомогою нарізного сполучення, його передня частина виконана з виступом, взаємодіючим з одним з отворів опорного кільцевого сегмента, а задня частина виконана з поперечним отвором, через який пропущений привідний важіль. Корисна модель відноситься до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до конструкцій дискових борін, призначених для розпушування ущільнених ґрунтів, і може бути використана для оброблення задернілих шарів ґрунтів. Відома дискова борона, що містить раму, передні і задні батареї з дисковими робочими органами, балки яких з'єднані з рамою за допомогою вертикальних шарнірів, і механізми повороту батарей [«Начіпна дискова борона», патент №2123245, С1, RU, МПК-6 А01В21/04, 23/04, 73/02, заяви. 28.12.94, опубл 20.12 98, бюл. №35, прототип]. Рама має причшний пристрій для приєднання до трактора. Кожен механізм повороту батареї виконаний у вигляді гвинтової стяжки і призначений для установки батареї в робоче положення з заданим кутом атаки дискових робочих органів. Гвинтові СТЯЖКИ за допомогою шарнірів з'єднані одними кінцями з балками батарей, а іншими кінцями з рамою. Кожна батарея виконана з внутрішньої і зовнішньої частин, з'єднаних між собою механізмом установки батареї в транспортне положення. Механізм установки батареї в транспортне положення містить вертикальний шарнір, пружину і упорний елемент. За допомогою механізму установки батареї в транспортне положення забезпечується можливість повороту зовнішньої частини батареї щодо внутрішньої частини вперед до зіткнення з упорним елементом. Внутрішня частина кожної батареї встановлена на додатковій рамі, з'єднаній з основною рамою шарніром, вісь якого розташована уздовж борони. Заданий кут атаки дискових робочих органів батареї в робочому положенні фіксується довжиною гвинтової стяжки. При ПІДЙОМІ борони автоматично спрацьовують механізми установки батарей у транспортне положення. При цьому ЗОВНІШНІ частини батарей під дією пружин повертаються вперед щодо вертикальних шарнірів до зіткнення з упорними елементами і встановлюються в транспортне положення, при якому суттєво зменшується поперечний габарит борони со З 1819 дисковій бороні, що містить раму, передні і задні При опусканні борони І русі трактора вперед батареї з дисковими робочими органами, балки зовнішні частини батарей за рахунок сили опору яких з'єднані з рамою за допомогою вертикальних ґрунту автоматично повертаються в робоче полошарнірів, і механізми повороту батарей, відповідно ження, при якому збільшується поперечний габадо корисної моделі, кожен механізм повороту барит борони до величини робочої ширини захвату. тареї містить опорний кільцевий сегмент, закріпНедоліком відомої дискової борони є недосколений зверху рами і виконаний з розташованими налість її конструкції, у результаті чого знижується по дузі до осі вертикальних шарнірів бачки отвонадійність роботи, підвищується трудомісткість і рами для установки батареї в робоче положення з знижується безпека обслуговування. заданим кутом атаки дискових робочих органів і Недосконалість конструкції борони обумовлеотворами для установки батареї в транспортне на виконанням батарей із двох поворотних частин положення, опорний ролик, закріплений на балці внутрішньої і зовнішньої і наявністю двох автоноза допомогою кронштейна і взаємодіючий з опормних груп механізмів, у тому числі механізмів поним кільцевим сегментом, і фіксатор, установлевороту батарей, виконаних у вигляді гвинтових ний на кронштейні балки з можливістю взаємодії з стяжок, а також механізмів установки батарей у одним з отворів кільцевого сегмента і фіксації батранспортне положення, виконаних у вигляді вертареї в заданому робочому чи транспортному потикальних шарнірів, пружин і упорних елементів. ложенні. Недосконалість конструкції механізмів повороту батарей приводить до зниження надійності боПриведені ознаки корисної моделі, є суттєвирони й обумовлена можливістю зрізу різьблення і ми, тому що в сукупності достатні для забезпеченруйнування гвинтових стяжок при динамічних наня працездатності, рішення поставленої задачі, а вантаженнях. кожний окремо необхідний для ідентифікацн дискової борони, що заявляється. Недосконалість конструкції механізмів установки батарей у транспортне положення також приТаким чином, нова сукупність загальних водить до зниження надійності борони. /відомих/1 відмггних /нових/ від прототипу суттєвих ознак, якими характеризується удосконалена дисВикликано це тим, що в процесі експлуатації кова борона, є достатньою у всіх випадках, на які пружини втрачають пружні властивості поширюється обсяг правового захисту, тому що При цьому зовнішні частини батарей під дією вирішує поставлену задачу. ослаблених пружин повертаються вперед щодо вертикальних шарнірів тільки на обмежений кут і Приведені ознаки корисної моделі не є обов'явстановлюються в проміжне положення, при якому зковими, але, на думку заявника, є кращими і не не забезпечується повний поворот "їх у транспортвиключають можливості іншого еквівалентного не положення. виконання дискової борони в межах зазначеної сутності корисної моделі. Недосконалість конструкції механізмів повороту батарей приводить також до підвищення трудоПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю місткості її обслуговування при перестановці кута суттєвих ознак корисної моделі, у тому числі відміатаки дискових робочих органів батарей. тних /нових/ при їхній взаємодії з загальними /відомими/ ознаками, у забезпеченні нових технічПояснюється це тим, що поворот батарей них властивостей об'єкта захисту, обумовлених здійснюється шляхом зміни довжини гвинтових розв'язуваною задачею, полягає в наступному. стяжок обертанням, для чого оператору необхідно прикладати значні фізичні зусилля За рахунок того, що в удосконаленій дисковій бороні кожен механізм повороту батареї містить Слід також зазначити, що при такій конструкції опорний кільцевий сегмент, закріплений зверху механізмів повороту батарей точність установки рами І виконаний з розташованими по дузі до осі кута атаки дискових робочих органів нічим не конвертикальних шарнірів балки отворами для устатролюється і не гарантується. новки батареї в робоче положення з заданим куКрім того, недосконалість конструкції механізтом атаки дискових робочих органів і отворами мів установки батарей у транспортне положення для установки батареї в транспортне положення, приводить до зниження безпеки обслуговування. опорний ролик, закріплений на балці за допомогою Викликано це тим, що для установки батарей у кронштейна і взаємодіючий зверху з опорним кільтранспортне положення попередньо роблять підцевим сегментом, досягається суттєве розширенйом борони, після чого зовнішні частини батарей ня його функціональних можливостей, підвищення під дією пружин механізмів установки батарей у надійності роботи, зниження трудомісткості і підтранспортне положення починають автоматично вищення безпеки обслуговування. повертатися вперед, створюючи небезпеку для навколишнього персоналу. Пояснюється це тим, що ті самі механізми заПри цьому установка батарей у транспортне безпечують як установку батарей у робоче полоположення відбувається неодноразово при кожнім ження з заданим кутом атаки дискових робочих розвороті трактора, що збільшує небезпеку траворганів, так і установку батарей у транспортне матизму. положення. Задачею корисної моделі є в дисковій бороні При повороті батареї для її установки в робошляхом удосконалення конструкції механізмів поче положення з заданим кутом атаки дискових вороту батарей забезпечити розширення їхніх фуробочих органів чи її установки в транспортне понкціональних можливостей, підвищення надійності ложення опорний ролик вільно, з високим ступероботи, зниження трудомісткості і підвищення безнем надійності і без значних зусиль перекочується пеки обслуговування. по опорному сегменту. Поставлена задача вирішується тим, що в При цьому поворот батареї здійснюється не 1819 фізичних зусиль і з постійним візуальним контролем за частинами батарей, що рухаються. Виконання кожного механізму повороту батарей з фіксатором, установленим на кронштейні балки з можливістю взаємоді'і з одним із отворів опорного кільцевого сегмента і фіксації батареї в заданому робочому чи транспортному положенні забезпечує також розширення його функціональних можливостей, підвищення надійності роботи, зниження трудомісткості і підвищення безпеки обслуговування. Пояснюється це тим, що один той самий фіксатор механізму повороту батареї при взаємодії з однією групою отворів опорного кільцевого сегмента забезпечує установку батареї в робоче положення з заданим кутом атаки дискових робочих органів, а при взаємодії з іншою групою отворів опорного кільцевого сегмента забезпечує установку батареї в транспортне положення. При цьому за рахунок простої перестановки фіксатора в потрібний отвір опорного кільцевого сегмента підвищується надійність фіксації батареї в необхідному положенні, знижується трудомісткість перестановки кута атаки дискових робочих органів у залежності від стану ґрунту і підвищується безпека повороту батарей для обслуговуючого і навколишнього персоналу. Дискова борона має й інші відмітні ознаки, що доповнюють і характеризують корисну модель в окремих випадках ЇЇ виконання і використовуються для поліпшення її технічних і споживчих властивостей. Так, у дисковій бороні, відповідно до корисної моделі, опорний ролик кожного механізму повороту батареї розміщений у поперечному пазу, виконаному в кронштейні балки батареї, і містить опорне кільце, закріплене через підшипник на горизонтальній осі, при цьому вісь встановлена в отворах, виконаних у стінках поперечного паза згаданого кронштейна уздовж балки. Така конструкція і компонування опорного ролика забезпечує оптимальне його розміщення в кронштейні балки батареї, що істотно підвищує надійність, знижує трудомісткість і підвищує безпеку монтажу опорного ролика і механізму повороту батареї в цілому. Крім того, у дисковій бороні, відповідно до корисної моделі, фіксатор кожного механізму повороту батареї виконаний у вигляді стрижня, закріпленого на балці з можливістю вертикального переміщення за допомогою нарізного сполучення, його передня частина виконана з виступом, взаємодіючим з одним з отворів опорного кільцевого сегмента, а задня частина виконана з поперечним отвором, через який пропущений приводний важіль. Така конструкція фіксатора характеризується простотою і забезпечує йому і всьому механізму повороту батареї високу надійність, а обслуговуючому персоналу зручність установки батареї в робочому положенні з заданим кутом атаки дискових робочих чи органів у транспортному положенні. При цьому перестановка кута атаки дискових робочих органів батареї в робочому положенні не складає великої праці для оператора. Надалі корисна модель пояснюється доклад докладним описом її конструкції з посиланням на прикладені креслення. На фіг.1 зображена дискова борона; загальний вид; вид зверху; робоче і транспортне положення. На фіг.2 зображений механізм повороту батареї; аксонометрія. На фіг.З зображений фіксатор. Дискова борона містить (фіг.1 - 3) раму 1 (фіг.1), передні і задні батареї 2, 3 з дисковими робочими органами 4, 5, балки 6, 7 яким з'єднані з рамою 1 за допомогою вертикальних шарнірів 8, і механізми 9 повороту батарей 2, 3. Передні і задні батареї 2, 3 розташовані асиметрично щодо подовжньої осі рами 1. Передні батареї 2 розташовані в розвал, а задні батареї 3 розташовані в звал до напрямку руху дискової борони. Дискові робочі органи 4 передніх батарей 2 мають крайки з вирізами (на кресленнях не показане), а дискові робочі органи 5 задніх батарей З виконані з гладкими крайками. Дискова борона постачена колесами 10, 11, закріпленими на поворотних осях 12, 13, постачених гідроциліндрами 14, 15. Для приєднання до трактора дискова борона містить сніцу 16 (зчіпку), шарнірне прикріплену до передньої частини рами 1. Кожен механізм 9 повороту батареї 2, 3 містить (фіг.1, 3) опорний кільцевий сегмент 17, закріплений зверху рами 1 і виконаний з розташованими по дузі до осі вертикальних шарнірів 8 рами 1 отворами 18, 19, 20, 21, 22, 23 для установки батареї 2, 3 у робоче положення з заданим кутом атаки а дискових робочих органів 4, 5, рівним, наприклад, 15°, 18°, 21°, 24°, 27°, 30°, і отворами 24, 25 для установки батареї 2, 3 у транспортне положення під кутом атаки р дискових робочих органів 4, 5, рівним, наприклад, 60°, 63 е . Крім того, кожен механізм 9 повороту батареї 2, 3 містить опорний ролик 26 (фіг.2, 3), закріплений на балці 6, 7 за допомогою кронштейна 27 і взаємодіючий зверху з опорним кільцевим сегментом 17, а також фіксатор 28, установлений на кронштейні 27 балки б, 7 з можливістю взаємодії з одним з отворів 18, 19, 20, 21, 22, 23 чи 24, 25 опорного кільцевого сегмента 17 і фіксації батареї 2, 3 у заданому робочому чи транспортному положенні. Опорний ролик 26 (фіг.2, 3) кожного механізму 9 повороту батареї 2, 3 розміщений у поперечному пазу 29, виконаному в кронштейні 27 балки 6, 7 батареї 2, 3, і містить опорне кільце ЗО, закріплене через підшипник 31 на горизонтальній осі 32. При цьому вісь 32 встановлена в отворах, виконаних у стінках 33, 34 поперечного паза 29 згаданого кронштейна 27 уздовж балки 6, 7', і зафіксована від повороту стопорним гвинтом 35. Фіксатор 28 (Фіг.1, 2, 3) кожного механізму 9 повороту батареї 2, 3 виконаний у вигляді стрижня 36, закріпленого на балці 6, 7 з можливістю вертикального переміщення за допомогою нарізного сполучення, його передня частина виконана з виступом 37, взаємодіючим з одним з отворів 18, 19, 20, 21, 22, 23 чи 24, 25 опорного кільцевого сегмента 17, а задня частина виконана з поперечним отвором 38, через який пропущений приводний 1819 приводний важіль 39. Стрижень 36 закріплений на балці 6, 7 за допомогою втулки 40. При фіксації батареї 2, 3 у необхідному положенні стрижень 36 фіксатора 28 кожного механізму 9 повороту батареї 2, 3 встановлюють у таке положення, при якому його торець упирається в опорний кільцевий сегмент 17, а між опорним роликом 26 і опорним кільцевим сегментом 17 утворюється зазор S, рівний приблизно 2мм. Дискова борона працює таким чином. Перед роботою сніцу 26 дискової1 борони приєднують до трактора. Гідроциліндри 17, 18 дискової борони з'єднують з мастилопроводами гідросистеми трактора. Дискова борона за допомогою механізмів 9 повороту батарей 2, 3 переводиться у вихідне транспортне положення (фіг.1). Для цього за допомогою приводного важеля 39 стрижень 36 фіксатора 28 кожного механізму 9 повороту батарей 2, 3 угвинчують у втулку 40 до упора його торця в опорний кільцевий сегмент 17 таким чином, щоб виступ 37 стрижня 36 був введений в отвір 24,25 опорного кільцевого сегмента 17 і знаходився з останнім у зачепленні, а між опорним роликом 26 і опорним кільцевим сегментом 17 був утворений зазор S, рівний приблизно 2мм. У транспортному положенні кут атаки В дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 дискові борони дорівнює 60°, 63 а . Для підготовки дискової борони до роботи за допомогою механізмів 9 повороту батарей 2, З (фіг.2) установлюють необхідний кут атаки а дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3, що у залежності від стану ґрунту може бути обраний рівним 15°,18°, 21°,24 0 ,27 0 , 30°. Для цього за допомогою приводного важеля 39 стрижень 36 фіксатора 28 кожного механізму 9 повороту батареї 2, 3 вигвинчують із втулки 40 до положення, при якому виступ 37 стрижня 36 буде виведений з отвору 24, 25 опорного кільцевого сегмента 17 і з зачеплення з останнім, а зазор S між опорним роликом 26 і опорним кільцевим сегментом 17 буде дорівнювати 0мм. Потім, утримуючи за балки 6, 7 передні і задні батареї 2, 3 вручну повертають навколо вертикальних шарнірів 8 у робоче положення з необхідним кутом атаки а дискових робочих органів 4, 5 рівним 15°, 18°, 21°, 24°, 27°, 30°. Для цього за допомогою приводного важеля 39 стрижень 36 фіксатора 28 кожного механізму 9 повороту батареї 2, 3 угвинчують у втулку 40 до упора його торця в опорний кільцевий сегмент 17 таким чином, щоб виступ 37 стрижнів 36 був введений в отвір 18, 19, 20, 21, 22, 23 опорного кільцевого сегмента 17 і знаходився з останнім у зачепленні, а між опорним роликом 26 і опорними кільцевим сегментом 17 був утворений зазор S, рівний приблизно 2мм. Дискова борона знаходиться в робочому положенні і готова до роботи. При роботі дискової борони дискові робочі ор 8 органи 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 за рахунок заглиблення і сил тертя об ґрунт обертаються, підрізають рослинні залишки й одночасно кришать оброблюваний шар ґрунту. Вирізи (на кресленнях не показано) крайок дискових робочих органів 4 передніх батарей 2 істотно поліпшують здрібнювання шарів ґрунту і сприяють розрізуванню коренів і інших рослинних залишків. Дискова борона забезпечує розпушування в діапазоні вологості ґрунту 8 - 25%, твердості грунту до 3,5Мпа на глибину не більш 200мм за один прохід, завдяки широкому діапазону установки кутів атаки а дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 (15°, 18°, 21°, 24°, 27°, 30°) і тиску на один дисковий робочий орган 4, 5 приблизно 100кг. Застосування такої дискової борони дозволяє відмовитися від попередньої' оранки ґрунту. У залежності від агрономічних вимог до обробленої поверхні ґрунту кут атаки а дискових робочих органів 5 задніх батарей 3 може бути встановлений більше кута атаки а дискових робочих органів 4 передніх батарей 2. Чим більше кут атаки а, тим більше величина заглиблення в ґрунт дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 у процесі роботи. Кут атаки а визначає бічний зсув, оборот і ступінь кришення шару ґрунту. Збільшення кута атаки а приводить до зростання зазначених показників. Величина кута атаки а також впливає на підрізання бур'янів і заліпання поверхонь дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3. Висота гребенів обробленого ґрунту поля зменшується зі збільшенням кута атаки а. На твердому і засміченому ґрунті кут атаки а повинний бути більше, ніж кут атаки а на пухких і мало засмічених ґрунтах. При русі дискової борони кожен дисковий робочий орган 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 вирізає шар ґрунту, залишаючи жолобчастим дно борозни після проходу задніх батарей 3 і борозну, дно і стінки якої порізані гвинтоподібно розташованими канавками трикутного перетину після проходу передніх батарей 2, що важливо при обробці зв'язаних і задернілих шарів ґрунту. Характер дії дискових робочих органів 4, 5 передніх і задніх батарей 2, 3 залежить від робочої швидкості руху дискової борони. Підвищення швидкості руху дискової борони викликає зростання тягового опору і відкидання грунту убік. При робочій швидкості руху дискової борони від 3, 6 до 7, 2км/г тяговий опір зростає незначно. Подальше збільшення робочої швидкості руху дискової борони викликає різке підвищення тягового опору і погіршення якості обробки ґрунту. Розвороти дискової борони наприкінці поля виконують на колесах 10,11 переведених за допомогою гідроциліндрів 14, 15 у транспортне положення. При цьому перевід передніх і задніх батарей 2, З у транспортне положення при розвороті дискової борони наприкінці поля не виконується. Корисна модель не обмежується описаними і 10 ня 1819 Корисна модель не обмежується описаними і зображеними на кресленнях прикладами реалізації, але може бути змінена, модифікована і доповнена в рамках обсягу, визначеного формулою корисної моделі. Корисна модель перевірена в процесі польових іспитів. Результати польових іспитів цілком підтвердили можливість рішення поставленої задачі шляхом удосконалення конструкції механізмів повороту батарей забезпечити розширення їхніх функціональних можливостей, підвищення надійності роботи, зниження трудомісткості і підвищення безпеки обслуговування, а також ефективність експлуатації і доцільність широкого використання удосконаленої дискової борони. Дискова борона може бути багаторазово виготовлена в умовах промислового виробництва на будь-якім підприємстві сільськогосподарського машинобудування і може знайти широке застосування в господарствах аграрного сектора для розпушування ущільнених ґрунтів на глибину до 200мм за один прохід після збирання зернових колосових і просапних культур зі здрібнюванням пожнивних залишків для підготовки ґрунту під посів озимих і ранніх ярових культур, і може бути використана для оброблення задернілих шарів ґрунту і брил після оранки плугами для лущення стерні просапних і колосових культур. Перелік позначень і найменувань елементів корисної моделі ДИСКОВА БОРОНА» . Позначен Найменування З 5 Позначен ІН ай менуванн я ня 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Рама Передня батарея (ПБ) Задня батарея (ЗБ) Дискові робочі органи ПБ Дискові робочі органи ЗБ Балка ПБ Балка ЗБ Вертикальний шарнір Механізм повороту ПБ і ЗБ Колесо Колесо Вісь Вісь Гідроциліндр Гідроциліндр Сніца Опорний кільцевий сегмент Отвір (а = 15°) Отвір (а= 18°) Отвір (а = 21°) Отвір {а = 24°) Отвір (а = 27°) Отвір (а = 30°) Отвір {р = 60") Отвір (р -63 °) ? 26 ФігЛ 26 27 і? 26 Опорний ролик 27 Кронштейн 28 Фіксатор 29 Поперечний паз ЗО Опорне кільце 31 32 Підшипник Вісь Стінка поперечного паза Стінка поперечного паза Стопорний гвинт Стрижень Виступ Отвір Приводний важіль Втулка 33 34 35 36 37 38 39 40 11 12 1819 ЗО 26 29 28 3& 39 35 ФігЬ Підписано до друку 05.06 2003 р. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24