Дискова борона

Реферат: Заявленим об'єктом винаходу є дискова борона, яка має причіпний пристрій, раму, сферичні диски, осі яких встановлені в підшипникових вузлах, корпуси котрих приварені до нижніх кінців, окремих для кожного диска, стояків. Стояки складаються з двох частин сполучених фланцями. На верхньому фланці є градусна шкала, яка слугує для установки кута атаки α. Скріплення фланців і фіксація кута атаки здійснюється болтами. Верхні кінці стояків з'єднані поперечною тягою між собою і за допомогою гвинтової розтяжки приєднані до рами борони. Збільшенням або зменшенням довжини цієї розтяжки здійснюється регулювання кута нахилу дисків. Дискова борона відрізняється тим, що кут атаки і нахилу у неї регулюються в залежності від щільності, твердості і механічного складу ґрунту. Технічний результат: за рахунок регулювання і установки раціональних кутів атаки і нахилу дисків зменшуються енерговитрати і покращується якість обробітку ґрунту. UA 99197 C2 (12) UA 99197 C2 UA 99197 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі сільськогосподарського машинобудування, зокрема до дискового ґрунтообробного знаряддя, яке може використовуватися для поверхневого обробітку ґрунту. Відома дискова борона (декл. пат. № 39010 UA, МПК А 01 В 7/00), що включає причіпний пристрій, раму, сферичні диски, встановлені на окремих стояках, до нижніх кінців яких приварені корпуси підшипникових вузлів, в яких встановлені осі сферичних дисків, а верхні кінці стояків приєднані до рами, причому сферичні диски встановлені таким чином, що площина, яка проходить по краях леза сферичних дисків перетинає горизонтальну площину під кутом атаки α, а поперечно-вертикальну площину під кутом нахилу р. Однак ці кути мають незмінну величину, раціональну для середніх фізико-механічних властивостей ґрунту і не має можливості їх регулювати в залежності від зміни величини показників цих властивостей на різних ґрунтах, що впливає на якість і продуктивність виконання роботи такої дискової борони. Відома більш досконала конструкція дискового знаряддя (пат. № 2023353 PU, МПК А 01 В 7/00), яке прийнято за прототип. Воно включає причіпний пристрій, раму і сферичний диск, вісь якого встановлена в підшипниковому вузлі, корпус якого приварено до нижнього кінця стояка, а верхній прикріплений до рами, причому сферичний диск розташований таким чином, що площина, яка проходить по краях леза сферичного диска, перетинає горизонтальну площину під кутом атаки α, а поперечна вертикальну площину під кутом нахилу . Конструкція цього дискового знаряддя забезпечує при необхідності можливість при зміні ґрунтових фізикомеханічних властивостей потрібне регулювання кутів атаки α і нахилу . Це знаряддя призначено для глибокого обробітку ґрунту і пристрій механізму регулювання цих кутів складний, громіздкий і за габаритами об'ємний. Якщо знаряддя включає один дисковий робочий орган, то його можна використовувати, а для дискового знаряддя, такого як дискова борона, яка включає відносно велику кількість сферичних дисків і на кожній дисковій секції потрібно мати такий механізм регулювання кутів α і , не тільки не припустимо, а за їх габаритами неможливо. Навіть з одним дисковим робочим органом при його експлуатації складно здійснити його потрібне налагодження. Недоліком прототипу можна відзначити складність і громіздкість його конструкції для регулювання кутів α і , а також неможливість використати це конструкційне рішення для ґрунтообробного знаряддя з багатьма сферично-дисковими робочими органами. Задача винаходу полягає в створенні такої конструкції дискового ґрунтообробного знаряддя, наприклад дискової борони, яка б за конструкційно-технологічною будовою забезпечувала зручність в експлуатації і якісне виконання обробітку ґрунту в залежності від зміни фізикомеханічних властивостей ґрунту, тобто не трудомістке і швидке потрібне налагодження та необхідне регулювання кутів атаки α і нахилу  робочих органів дискової борони при будь-якій зміні ґрунтових умов виконання роботи, або більш конкретно-створити дискову борону, яку можна було б раціонально застосувати при зміні ґрунтових умов, що складаються на полі в даний час. При розробці дискової борони необхідно створити більш удосконалену конструкцію механізму регулювання потрібної величини кутів атаки α і нахилу  в залежності від наявних фізико-механічних властивостей ґрунту. З результатів експериментальних досліджень відомо, що в залежності від щільності, твердості і механічного складу ґрунту кути атакиα і нахилу  в кожному конкретному випадку мають свою раціональну величину. При збільшенні чи зменшенні цих кутів відповідно зі зміною фізико-механічних властивостей ґрунту зменшується або збільшується зусилля опору ґрунтового середовища, що відображається на енергозатратах, продуктивності і якості виконання обробітку ґрунту. Необхідно відзначити, що по величині ці кути мають обмеження в залежності від параметрів дискових борін. Ці обмеження в залежності від способу загострення леза дисків (зовнішнього або внутрішнього відносно кривизни сферичності) для кута α визначаються таким чином: для зовнішнього загострення леза дисків: 45    arcsin D  2Rсф для внутрішнього загострення леза дисків: 45    arcsin D  , 2(Rсф  ) де D - діаметр диска, Rсф - радіус кривизни сферичності дисків, 55  – товщина дисків,  - задній кут різання ґрунту (звичайно   3  7 ). 1 UA 99197 C2 З вище прийнятими відповідними позначеннями обмеження кута нахилу  визначаються так: 0    arcsin 0    arcsin 5 10 15 D  2Rсф D  . 2(Rсф  ) Ці обмеження потрібно враховувати при розробці спрощення конструкції дискової борони. Задача вирішується завдяки тому, що дискова борона, яка має причіпний пристрій, раму, сферичні диски, осі яких встановлені в підшипникових вузлах, корпуси котрих приварені до нижніх кінців окремих для кожного диска стояків, а в верхній частині стояки приєднані до рами, причому сферичні диски розташовані таким чином, що площина, яка проходить по краях леза сферичних дисків перетинає горизонтальну площину під кутом атаки α, а поперечновертикальну площину під кутом нахилу , яка відрізняється тим, що стояки сферичних дисків виконані з двох частин з фланцями, встановленими з можливістю повороту та фіксації відносно одна одної і з'єднані цими фланцями, які мають на одному з них радіальні отвори, за допомогою болтів, причому величина регулювання кута α для сферичних дисків з зовнішнім загостренням леза обмежена за умовою: 45    arcsin D  2Rсф і з внутрішнім загостренням леза дисків ця умова така: 45    arcsin 20 D 2(Rсф  )  , де D - діаметр дисків, Rсф - радіус кривизни сферичності дисків,  - товщина дисків,  - задній кут різання ґрунту (звичайно   3  7 ) 25 і верхні частини стояків дисків шарнірно з'єднані поперечною негнучкою жорсткою тягою через як мінімум одну гвинтову регулювальну розтяжку також шарнірно сполученою з рамою борони, причому величина регулювання кута нахилу  дисків відповідно для зовнішнього або внутрішнього загострення леза і прийнятих позначень обмежена залежністю: 0    arcsin D  2Rсф або 0    arcsin 30 35 40 45 50 D  . 2(Rсф  ) Приклад запропонованої дискової борони наведено на кресленнях. Де на фіг. 1 - показано вигляд борони зверху, на фіг. 2 - вигляд ззаду фрагменту секції дискової борони. Дискова борона має причіпний пристрій 1, раму 2, сферичні диски 3, осі 4 яких встановлені в підшипникових вузлах 5, корпуси яких приварені до нижнього кінця стояків 6, а верхні кінці цих стояків приєднані до рами 2. Сферичні диски 3 встановлені так, що площини, які проходять по краях лез 7 сферичних дисків 3, перетинають горизонтальну площину під кутом атаки α, а повздовжньо-вертикальну площину під кутом . Стояки 6, на яких встановлені сферичні диски 3, мають дві частини - верхню 8 і нижню 9. В місці з'єднання цих частин знаходяться по 2 фланці верхній 10 і нижній 11. В верхньому фланці 10 виконані радіальні пази 12. Поворотом нижньої частини стояків 6 здійснюється регулювання кута атаки α. Скріплення верхньої 8 і нижньої 9 частин стояків 6, а також фіксація потрібного кута атаки α здійснюється через фланці 10 і 11 за допомогою болтів 13. На зовнішній циліндричній поверхні верхнього фланця 10 наведена кутова шкала 14, а на нижньому фланці 11 нульова відмітка 15, що забезпечує спрощення правильності встановлення потрібного кута атаки α. Верхня частина 8 стояків 6 шарнірно на осях 16 приєднані до рами 2. Верхні кінці верхніх частин 9 стояків 6 приєднані також шарнірно на пальцях 17 до поперечної негнучкої шорсткої тяги 18, яка з'єднується з рамою 2 як мінімум одною гвинтовою регулювальною розтяжкою 19. Така конструкція забезпечує одночасне регулювання всіх дискових робочих органів на однаковий кут нахилу . Визначені мінімальна величина кута атаки α і максимальна величина кута нахилу  при розробці конструкції повинні бути конструктивно обмежені для недопущення збільшення зусилля опору ґрунту за рахунок тертя зовнішньою сферичною поверхнею дисків об стінки 2 UA 99197 C2 5 10 канавки, що створюється в процесі роботи дискового робочого органа, що забезпечує запобіганню збільшених енергозатрат. Перед початком роботи, в залежності від твердості ґрунту, на фоні якого буде працювати дискова борона, встановлюється потрібний кут атаки α. При цьому відкручуються болтові кріплення 13 і за шкалою 14 відносно відмітки 15 встановлюється потрібний кут атаки α окремо на всіх дискових робочих органах 3. Після цього болтовим з'єднанням 13 скріплюються і фіксуються положення верхнього 10 і нижнього 11 фланців. Регулювання потрібного кута нахилу  дисків 3 здійснюється гвинтовою регулювальною розтяжкою 19 через поперечну тягу 18, пальці 17 шляхом нахилу стояків 6 і відповідно встановлених на них сферичних дисків 3 на потрібний кут нахилу . Після цього дискова борона приєднується причіпним пристроєм 1 з трактором та виконується обробіток ґрунту. На початку роботи перевіряється якість виконання роботи – ступінь подрібнення ґрунту і висоту поздовжніх гребенів. Якщо ці показники не відповідають агровимогам, здійснюється регулювання кутів α і  описаним вище методом. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Дискова борона, яка має причіпний пристрій, раму, сферичні диски, осі яких встановлені в підшипникових вузлах, корпуси котрих приварені до нижніх кінців, окремих для кожного диска стояків, а в верхній частині стояки приєднані до рами, причому сферичні диски розташовані таким чином, що площина, яка проходить по краях леза сферичних дисків перетинає горизонтальну площину під кутом атаки α, а поперечно-вертикальну площину під кутом нахилу , яка відрізняється тим, що стояки сферичних дисків виконані з двох частин з фланцями, встановленими з можливістю повороту та фіксації відносно одна одної і з'єднані цими фланцями, які мають на одному з них радіальні отвори, за допомогою болтів, причому величина регулювання кута α для сферичних дисків з зовнішнім загостренням леза обмежена за умовою: 45    arcsin D  2Rсф і з внутрішнім загостренням леза дисків за умовою: 45    arcsin 30 D  , 2(Rсф  ) де D - діаметр дисків, Rсф - радіус кривизни сферичності дисків,  - товщина дисків, 35  - задній кут різання ґрунту і верхні частини стояків дисків шарнірно з'єднані поперечною гнучкою жорсткою тягою через щонайменше одну гвинтову регулювальну розтяжку, шарнірно сполученою з рамою борони, причому величина регулювання кута нахилу  дисків відповідно для зовнішнього або внутрішнього загострення леза обмежена залежністю: 0    arcsin D  2Rсф або 40 0    arcsin D  . 2(Rсф  ) 3 UA 99197 C2 Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4