Ротаційна борона голчаста

Реферат: Ротаційна борона голчаста включає батарею пар дисків, приєднану за допомогою вигнутих підпружиненихштанг до причіпної рами, виготовленої з профілю квадратного перерізу, а на кожному диску закріплені клиноподібні зігнені зубці з косим зрізом з овальною поверхнею. Диски встановлені попарно на кінцях шарнірного коромисла, орієнтованого у напряму руху, і розташовані один попереду другого кожний під свою борозну. Шарнірні коромисла виконані приблизно рівноплечими, а також з можливістю їх розвороту на 180° для переведення зубців зі стану "активні" у стан "пасивні". Вигнуті штанги виконані з можливістю їх підняття догори будьяким відомим способом та фіксації у піднятому стані для "вилучення" відповідної пари дисків з процесу боронування. UA 104689 U (54) РОТАЦІЙНА БОРОНА ГОЛЧАСТА UA 104689 U UA 104689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до ґрунтообробних агрегатів для поверхневого, переважно, міжрядного обробітку ґрунту у період вирощування сільськогосподарських культур. Відома ротаційна борона-мотика, яка включає батарею з пар дисків, на яких жорстко закріплені клиноподібні зуби з косим зрізом з овальною поверхнею в бік, протилежний напряму руху. Пари дисків шарнірно зв'язані через вигнуту штангу з причіпною рамою та розташовані один спереду іншого кожний під свою борозну [див. пат. США № 5190112 з класу А01В 21/04 опублікований 02.03.1993 року]. Основним недоліком цього агрегату є те, що він не має достатніх механічних та міцнісних властивостей. Для конструкції цієї борони існує висока ймовірність пошкодження її робочих органів при боронуванні сільськогосподарських ланів зі складним рельєфом. Найбільш близькою за своєю суттю та ефектом, що досягається, і яка приймається за прототип, є ротаційна борона голчаста, яка включає батарею пар дисків, приєднану за допомогою вигнутих підпружинених штанг до причіпної рами, виготовленої з профілю квадратного перерізу, а на кожному диску закріплені клиноподібні зігнені зубці з косим зрізом з овальною поверхнею, спрямованою в бік, протилежний напряму руху, причому диски встановлені попарно на кінцях шарнірного різноплечого коромисла, орієнтованого у напряму руху, і розташовані один попереду другого кожний під свою борозну. Зубці приєднані до дисків за допомогою болтового з'єднання [див. пат. Російської Федерації № 111962 з класу А01В 21/04 опублікований 10.01.2012 року]. Одновним недоліком відомого технічного рішення є обмеженість його функціональних можливостей через можливість обробітку міжряддя тільки за однією технологічною схемою активне глибоке проколювання ґрунту, що обумовлено технічною неможливістю перевернення дисків. Проте, якщо виникає потреба у більш лагідному впливі на ґрунт, то це можна зробити шляхом розгортання дисків таким чином, щоб косі зрізи зубців опинилися у напряму руху, але технічно це зробити у відомій ротаційній бороні голчастій не є можливим. Другим недоліком відомого технічного рішення є неуніверсальність, що обумовлено використанням різноплечих коромисел для кріплення дисків з зубцями. Різноплечі коромисла змушують всі диски в батареї встановлювати однаково, проте інколи виникає задача на ґрунт деяких рядків впливати активно, а на деякі - пасивно, проте відома конструкція голчастої борони таку можливість виключає. Не зрозуміло також й те, в чому сенс робити коромисла різноплечими, оскільки різноплечість ніяким чином не впливає на якість обробітку ґрунту, а якщо це зроблено для самовстановлення дисків у напряму руху, то це викликає сумніву, оскільки, будь-яка перешкода, наприклад, грудка чи каміння, потрапить під один диск, коромисло неминуче розгорнеться через виникнення обертового моменту (бічної сили). До того ж, відомі більш прості у виготовлення технічні засоби для попередження розгортання коромисла. Єдиним наслідком різноплечих коромисел є збільшення габаритних розмірів ротаційної борони голчастої, що слід справедливо віднести до її недоліків. Третім недоліком відомого технічного рішення є технічна неможливість "відключення" окремих пар дисків, у яких немає сенсу, наприклад, через відсутність рядка як такого, або рядки культур досить вузькі (у цьому випадку диски будуть руйнувати посіви). Цей технічний недолік змушує взагалі заздалегідь знімати зайву пару (пари) дисків, що трудомістко та потребує певного часу. Перелічених вище недоліків сповна достатньо, щоб побачити технічну (конструктивну) невдосконаленість і складність відомої ротаційної борони голчастої та обмеженість її функціональних можливостей. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення універсальності борони ротаційної голчастої через розширення її функціональних властивостей з одночасним підвищення надійності робочих обертових органів, за рахунок можливості використання цього ґрунтообробного знаряддя як звичайної роторної борони при ранньовесняному боронуванні, так і як роторного культиватора при міжрядному обробітку посівів шляхом забезпечення швидкого переведення робочих органів зі стану "актив" у стан "пасив", або взагалі часткового їх відключення. Поставлена задача вирішується тим, у ротаційній бороні голчастій, яка включає батарею пар дисків, приєднану за допомогою вигнутих підпружинених штанг до причіпної рами, виготовленої з профілю квадратного перерізу, а на кожному диску закріплені клиноподібні зігнені зубці з косим зрізом з овальною поверхнею, причому диски встановлені попарно на кінцях шарнірного коромисла, орієнтованого у напряму руху, і розташовані один попереду другого кожний під свою борозну, згідно з корисною моделлю, шарнірні коромисла виконані приблизно рівноплечими, а також з можливістю їх розвороту на 180° для переведення зубців зі 1 UA 104689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стану "активні" у стан "пасивні", а також вигнуті штанги виконані з можливістю їх підняття догори будь-яким відомим способом та фіксації у піднятому стані для "вилучення" відповідної пари дисків з процесу боронування, причому для обертових дисків використані підшипникові вузли з підвищеним пилозахистом, а самі диски з зубцями можуть бути виконані клепаними, литими чи штампованими, а також з можливістю перестановки окремих дисків для локальної зміни напряму вигину зубців. Завдяки виконанню коромисел приблизно рівноплечими, при їх розвороті всі диски з зубцями у батареї залишаються у одній лінії, а отже габаритні розміри борони у напряму руху зменшуються незалежно від того, яким чином розгорнуті коромисла та у якому стані знаходяться зубці - пасивному чи активному. Слід зауважити, що у "чітко" рівноплечому коромислі взагалі немає сенсу, оскільки вага дисків у парі може бути різною (наприклад, через налипання ґрунту на зубці), що зсовує центр маси у бік більш важкого диска, проте, якщо дотримуватися суворої однаковості плечей, то це лише підвищує складність виготовлення абсолютно однакових коромисел для цілої батареї, тобто великої кількості. Тому пропонується застосовувати у конструкції лише приблизно рівноплечі коромисла. Завдяки виконанню коромисел поворотними, з'являється можливість оперативного переведення зубців зі стану "активні" у стан "пасивні", а отже по різному впливати на ґрунт (обробляти ґрунт), що збільшує універсальність ротаційної борони голчастої та розширює її функціональні можливості. Якщо виникає потреба переведення лише окремих зубців з одного стану у інший, то це можна оперативно зробити шляхом оперативного локального перестановлення (перевернення) диска на коромислі. Проте запропоновані способи зміни напряму вигину зубців на диску не виключають застосування й інших будь-яких відомих способів при наявності відповідної технічної можливості. Важливим у пропозиції є те, що пропонується змінювати напрям згинів зубців для зміни впливу на ґрунт, а яким це чином робиться - це справа вторинна. Запропоновані підходи до цього - не більше як приклад конкретного виконання. Завдяки можливості підняття коромисел догори та їх фіксації у піднятому стані, з'являється можливість вилучати відповідну(і) пару(и) дисків з процесу обробітку окремих рядків ґрунту, якщо в цьому немає сенсу. Зрозуміло, що підняття коромисел зі штангою чи без неї, ручним способом чи автоматично - немає різниці, - може відбуватися за допомогою будь-яких відомих технічних засобів (фіксаторів), найбільш зручних для користувача та наявних у нього відповідних технічних можливостей. Це не вливає на сутність пропозиції. Завдяки використанню підшипникових вузлів з підвищеним пилозахистом, збільшується загальний ресурс експлуатації борони без ремонту. Завдяки використанню різних за технологією виготовлення дисків з зубцями, збільшується ремонтоздатність борони, а також можливість її використання на різних ґрунтах, використовуючи відповідні диски. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення стосовно ротаційної борони голчастою, які отримані завдяки внесенню відповідних конструктивних змін у її вузли та деталі, що надали нові властивості обертовим зубовимробочим органам, забезпечує досягнення певного технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: фіг. 1 - запропонована ротаційна борона голчаста, вигляд збоку на секцію батареї дисків з активними зубцями; фіг. 2 - те ж саме, з пасивними зубцями та з "вилученою" секцією з процесу боронування. На причіпний рамі 1, виконаній на основі профілю квадратного перерізу, жорстко закріплений зчіпний пристрій 2 і шарнірно вигнуті штанги 3 батареї робочих органів, які, у свою чергу, закріплені на основній рамі за допомогою башмака 4 і хомута 5. Для демпфірування навантажень при русі борони, штанги 3 закріплені шарнірно через пружинні елементи 6. Зібрані у батарею робочі органи являють собою пари суцільних дисків 7 на горизонтальних осях, розташованих один попереду іншого кожен під свою борозну. На дисках 7 жорстко за допомогою болтового з'єднання закріплені клиноподібні зубці 8. Кожен зубець 8 виконаний з косим зрізом з овальною поверхнею в сторону протилежну напрямку руху борони і забезпечує проведення борозни глибиною 35 см, тобто при такому розгортанні зубців 8, вони активно впливають на ґрунт. Диски 7 закріплені на протилежних кінцях орієнтованого у напрямку руху приблизно рівноплечого коромисла 9 з різних його сторін. Коромисло 9, в свою чергу, прикріплено до вигнутій штанги 3 через шарнір 10, який дозволяє розгортати коромисло 9 на 180°. Розташування дисків 7 на шарнірному коромислі 9 запобігає можливе пошкодження робочих органів борони при русі по нерівній поверхні, а також підвищені характеристики міцності забезпечуються за рахунок виконання дисків суцільними. Для підняття штанги 3 догори 2 UA 104689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 та її фіксації у цьому стані, як приклад, на вигнутих штангах 3 можуть бути встановлені додаткові вушка 10 для можливості перестановлення пружинних елементів 6 при піднятті штанги 3 догори, хоча як фіксатор може бути використаний й інший будь-який відомий технічний засіб. Запропонована ротаційна борона голчаста працює в такий спосіб. Перед початком обробітку ґрунту визначають розмір міжряддя, та пересувають штанги 3 поздовж причіпної рами 1, забезпечуючи розташування обертових зубових робочих органів пар дисків 7 суворо у міжрядді. За технологічним завданням обробітку ґрунту, непотрібну частину штанг 3 підіймають догори, та розгортають коромисла 9 таким чином, щоб зубці 8 були активними чи пасивними. Зрозуміло, що активними чи пасивними може бути лише частка зубців 8, як і не всі коромисла 9 можуть бути розгорнутими на 180°. Далі, при рушенні борони по ланах, кожний зубець 8 працює як двогранний клин. Вістрям він розколює і розрізає ґрунт, а бічними гранями розсовує і перемішує його частинки, руйнуючи ґрунтову кірку. Верхня грань зубця 8 має овальну поверхню, яка заміняє утворену борозну. При до- і післясходовому боронований посіву, зернових, просапних і технічних культур на стадії від 2-3 листочків, а також весняному боронуванні озимих посівів, робочі органи борони добре мульчують верхній шар ґрунту, руйнуючи ґрунтову кірку. Таким чином, зберігається волога, створюється ідеальний фон для початкового розвитку кореневих систем рослин, практично повністю знищуються ниткоподібні проростки бур'янів, що робить можливість переходу на безгербіцидні технології. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонована ротаційна борона голчаста не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі конструювання сільськогосподарської техніки, а отже є придатною для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків подібних ротаційних борін голчастих із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правовий захист, оскільки відповідає критерію "новизна". Запропонована ротаційна борона голчаста має швидкість обробітку ґрунту до 20 км/год. зі 100 % знищенням ниткоподібних коренів бур'янів, повністю руйнуючи ґрунтову кірку, що створює ідеальних фон для початкового розвитку кореневих систем культурних рослин. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення, у порівнянні з відомими, полягає у можливості по різному впливати зубцями на ґрунт шляхом зміни активності зубців, вилучати з процесу боронування окремі пари дисків та у наявності пилозахисних підшипникових вузлів. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють суттєво покращити техніко-експлуатаційні характеристики ротаційної борони голчастої, а також надбати нею нових властивостей, зокрема, локально змінювати технологічний процес обробітку ґрунту, з одночасним якісним його розпушенням та повному вилученням бур'янів з міжряддя. Жодна із відомих конструкцій ротаційних борін голчастих не може водночас мати всіх перерахованих властивостей, оскільки не містять у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак. До технічних переваг запропонованої ротаційної борони голчастої, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - розширення функціональних можливостей борони за рахунок можливості активно чи пасивно (у залежності від напряму зубців) впливати або взагалі (при піднятих до гори штангах) не впливати на ґрунт за рахунок виконання коромисел та штанг поворотними; - підвищення універсальності борони з тієї ж причини; - збільшення ресурсу експлуатації борони за рахунок використання пилозахисних підшипникових вузлів. Соціально-споживчий ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок збільшення врожайності внаслідок високої якості обробітку ґрунту, розпушення ґрунту та вилучення бур'янів. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження собівартості виготовлення ротаційної борони голчастої внаслідок спрощення її конструкції через внесення відповідних конструктивних змін у обертові зубові робочі органи. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути зрозумілим, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти виконання обертових зубових 3 UA 104689 U 5 10 15 робочих органів, зокрема розміри дисків та розміри зубців, розміри штанг та коромисел, а також конструкції пилозахисних підшипникових вузлів, можуть змінюватися залежно від типу ґрунтів та виду рослин, потужності енергонасиченого засобу, глибини обробітку ґрунту тощо, та 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 його зубовий робочий орган, який, завдяки можливості зміни просторової орієнтації окремих вузлів та деталей, може змінювати техніко-експлуатаційні характеристики знаряддя, і саме ці обставини, у сукупності, дозволяють набути запропонованій конструкції ротаційній бороні голчастій вищеперерахованих й інших переваг. Використання комбінацій окремих конструктивних елементів із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції, подібні описаній, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, придатними до захисту охоронними документами. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Ротаційна борона голчаста, яка включає батарею пар дисків, приєднану за допомогою вигнутих підпружинених штанг до причіпної рами, виготовленої з профілю квадратного перерізу, а на кожному диску закріплені клиноподібні зігнені зубці з косим зрізом з овальною поверхнею, причому диски встановлені попарно на кінцях шарнірного коромисла, орієнтованого у напряму руху, і розташовані один попереду другого кожний під свою борозну, яка відрізняється тим, що шарнірні коромисла виконані приблизно рівноплечими, а також з можливістю їх розвороту на 180° для переведення зубців зі стану "активні" у стан "пасивні", а також вигнуті штанги виконані з можливістю їх підняття догори будь-яким відомим способом та фіксації у піднятому стані для "вилучення" відповідної пари дисків з процесу боронування, причому для обертових дисків використані підшипникові вузли з підвищеним пилозахистом, а самі диски з зубцями можуть бути виконані клепаними, литими чи штампованими, а також з можливістю перестановки окремих дисків для локальної зміни напряму вигину зубців. 4 UA 104689 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5