Машина для обробки ґрунту

Реферат: Машина для обробки ґрунту, яка містить два поперечні ряди (8,9) увігнутих дисків (5,5'), розташовані один за одним, та закріплені на основній рамі (2,2'), причому увігнуті диски (5,5') першого ряду (8) відхилені в один бік під кутом до напрямку руху вперед, а увігнуті диски (5') другого ряду (9) відхилені в інший бік під кутом до напрямку руху вперед, причому увігнуті диски (5,5') в кожному ряді (8,9) розташовані паралельно на незалежних опорних кронштейнах (4,4'), до яких вони шарнірно прикріплені за допомогою підшипників і оснащені гнучкими елементами; машина також містить відбивальну панель (14,14'), розташовану позаду щонайменше одного ряду (8,9) увігнутих дисків (5,5'), і ця відбивальна панель (14,14') виготовлена як тверда деталь, на нижньому боці якої зроблені вирізи в напрямку ширини машини, і ці вирізи (18) доходять щонайменше до 50 % висоти панелі, причому відношення площі вирізів (18) до загальної площі ділянки панелі (14,14'), висота якої дорівнює висоті вирізів(18), перевищує 55 %. UA 112311 C2 (12) UA 112311 C2 UA 112311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Даний винахід стосується машини для обробки ґрунту, зокрема, машини, яка містить щонайменше два поперечні ряди увігнутих дисків, позаду яких відносно напрямку руху машини розташовані відбивальні панелі. Рівень техніки На даний час на ринку наявна велика кількість машин для обробки ґрунту, які містять диски з незалежним регулюванням, зазвичай розташовані паралельним рядами перпендикулярно до напрямку руху машини. Увігнуті диски в кожному ряді прикріплені до незалежних кронштейнів, а площини дисків зазвичай утворюють відкритий кут з поверхнею ґрунту, при цьому відомо два основних варіанти технічного рішення такої конструкції. Увігнуті диски шарнірно прикріплені до кронштейнів своїм увігнутим чи опуклим боком. Кожне зі згаданих рішень має певні переваги і недоліки. Якщо увігнуті диски прикріплені до кронштейнів своїми опуклими боками, то за даної величини діаметра диск така машина буде обробляти ґрунт на меншу глибину, що можна вважати недоліком. І навпаки, перевагою є те, що головним чином в задньому ряду дисків підшипники, за допомогою яких диски кріпляться до кронштейнів, будуть захищені від ґрунту, який вилітає з передніх дисків, завдяки чому дане технічне рішення дозволяє знизити вимоги щодо герметичності підшипників та збільшити термін експлуатації підшипників дисків в задньому ряду. Інше рішення полягає в тому, що диски кріпляться до кронштейнів зі свого увігнутого боку. Перевагою цього рішення є більша глибина обробки ґрунту, якої можна досягти при даній величні діаметрів дисків. Недоліком є те, що в головним чином в задньому ряду дисків в підшипники, за допомогою яких диски кріпляться до кронштейнів, безпосередньо влучатиме ґрунт, який вилітає з передніх дисків. Це істотно збільшує механічне навантаження на гнізда підшипників та зменшує тривалість їх служби. Для усунення цього недоліку застосовуються відбивальні пристрої, що регулюють потік частинок ґрунту, що вилітає з дисків, головним чином між першим та другим рядами, таким чином, щоб зменшити механічну напругу на гнізда підшипників другого ряду. Інша причина для застосування таких відбивальних пристроїв полягає в їх позитивному впливі на якість обробки ґрунту, розбиванні грудок та вирівнюванні ґрунту. З огляду на це є сенс встановлювати відбивальні пристрої позаду кожного з рядів дисків. Недоліком застосування відбивальних пристроїв є певне зменшення швидкості обробки матеріалу (ґрунту та залишків рослин) між першим та другим рядами дисків, а також підвищений ризик налипання ґрунту на відбивальних пристроях з ймовірністю заклинювання машини. Патент WO 2005/077139 описує відбивальний пристрій, конструкція якого зменшує згадані ризики та дозволяє застосовувати його в машинах з кріпленням диску з увігнутого боку, забезпечуючи достатній захист підшипників другого ряду увігнутих дисків. Проте це рішення не усуває проблему зменшення швидкості обробки ґрунту і рослинних залишків, а також певного ризику налипання ґрунту за несприятливих погодних умов. В патенті ЕР 1 300 060 запропоновано цікаве рішення, яке полягає в тому, що у відбивальному пристрої застосовані гнучкі наконечники, подібні до наконечників легкої борони. Перевагою цього рішення є висока швидкість обробки ґрунту і рослинних залишків та знижений ризик налипання ґрунту та заклинювання дисків. Проте за своєю конструкцією цей відбивальний пристрій придатний для машин з кріпленням дисків з опуклого боку, оскільки він не надає достатнього захисту підшипників другого ряду від ґрунту, що вилітає з дисків першого ряду. Досвід практичного застосування свідчить про численні недоліки цього відбивального пристрою. Для поліпшення функціональності пристрою та підвищення швидкості роботи машини зазвичай необхідно встановити наконечники відбивального пристрою в таке положення, щоб вони знаходились на максимальній відстані від рядів дисків, потік ґрунту за якими вони мають регулювати. Внаслідок такого розташування наконечники відбивального пристрою будуть знаходитись поблизу другого ряду дисків, головним чином позаду першого ряду дисків, зважаючи на щільність розташування цих рядів. Внаслідок ударів ґрунту та камінців в гнучкі наконечники ці наконечники досить сильно відхиляються, внаслідок чого зіштовхуються з заднім рядом дисків. На практиці це часто призводить до пошкодження наконечників відбивального пристрою, отже, встановити наконечники відбивального пристрою в оптимальне положення не завжди вдається, або ж цього можна досягти лише ціною збільшення загрози пошкодження. Ще один значний недолік цього рішення полягає в його відносно значній технічній складності, наявності високих вимог до виготовлення та високої вартості виготовлення. З огляду на вищевказане очевидно, що за нинішнього стану техніки в даній галузі є багато недоліків. 1 UA 112311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задачею даного винаходу є створення такої конструкції машини для обробки ґрунту, яка усуває вказані вище недоліки. Сутність винаходу Значною мірою усунути вказані недоліки і досягти бажаної мети дозволяє машина для обробки ґрунту, яка містить щонайменше два ряди увігнутих дисків, встановлених один за одним на основній рамі, при цьому увігнуті диски розташовані під кутом до напряму руху машини, тобто, увігнуті диски першого ряду спрямовані вперед і в один бік по відношенню до напряму руху машини, а увігнуті диски другого ряду спрямовані вперед і в другий бік по відношенню до напряму руху, а індивідуальні увігнуті диски кожного ряду розташовані поряд один з одним на незалежних опорних кронштейнах, з якими вони зв'язані шарнірно, крім того, згідно з даним винаходом щонайменше одна відбивальна панель розташована позаду щонайменше одного ряду увігнутих дисків по всій робочій ширині цього ряду, і сутність відбивальної панелі полягає в тому, що вона виготовлена як компактна і тверда деталь з вирізами знизу в напрямку ширини машини, причому ці вирізи доходять щонайменше до 50 % висоти панелі, а відношення площі вирізів до загальної площі частини відбивальної панелі висотою, рівною висоті вирізів, перевищує 55 %. Відбивальні панелі розташовуються таким чином, щоб частина ґрунту, який вилітає з увігнутих дисків, влучала в панелі, завдяки чому грудки ґрунту розбиваються і його струмінь буде більш рівномірним. Вирізи в панелях мають достатні розміри для того, щоб уникнути небажаного забивання ґрунтом чи налипання ґрунту, а виготовлені панелі з матеріалу, що має відносно низьку гнучкість, наприклад, зі сталі чи твердої жорсткої пластмаси. Розташування відбивальних панелей за даним винаходом дає переваги як у випадку їх встановлення в машинах з шарнірним кріпленням увігнутих дисків з їх увігнутих боків, коли підшипникам заднього ряду дисків може загрожувати надмірне напруження внаслідок ударів ґрунту, що вилітає з передніх дисків, так і у випадку встановлення в машинах, де увігнуті диски шарнірно кріпляться з їх опуклих боків. Бажано, щоб вирізи в відбивальній панелі мали прямокутну, напівкруглу, напівовальну, параболічну або трапецієвидну форму, чи їх комбінацію. Також бажано, щоб у випадку, коли відбивальна панель прикріплюється безпосередньо до основної рами або до поперечної балки, прикріпленої до основної рами чи безпосередньо до рами заднього трамбувального та керуючого пристрою, чи прикріплюється до основної рами, поперечних балок, рами заднього трамбувального та керуючого пристрою за допомогою щонайменше однієї кріпильної деталі або вставної рами. Бажано, щоб відбивальна панель була плоскою або вигнутою. її вигин покращує регулювання потоку ґрунту, а також підвищує жорсткість відбивальної панелі в цілому. Було б бажано, щоб принаймні одна частина панелі з вирізами утворювала з поверхнею ґрунту кут (а) величиною від 0 до 120°, що також сприяє оптимізації потоку ґрунту. Також було б бажано мати можливість регулювати кріплення відбивальної панелі до основної рами чи до поперечної балки або до рами заднього трамбувального та керуючого пристрою. Це дозволяє встановлювати відбивальну панель в оптимальне положення з врахуванням стану ґрунту. В оптимальному варіанті втілення винаходу щонайменше одна з відбивальних панелей з'єднана з валом, який керує глибиною роботи, і цей вал забезпечує точне керування висотою відбивальних панелей по відношенню до поверхні ґрунту. Відбивальні панелі зазвичай виготовляють як компактні компоненти, ширина яких відповідає робочій ширині машини. Відбивальна панель також може складатись з секцій, при цьому ширина окремих секцій відповідає робочій ширині окремих секцій машини, здатних складатись з метою транспортування. Цей варіант забезпечує більш легке та безпечне транспортування всієї машини по дорогах загального користування до місця її застосування для обробки ґрунту. Для забезпечення оптимальної функціональності машини для обробки ґрунту бажано, щоб опорні кронштейни увігнутих дисків були оснащені гнучкими компонентами, що дозволяють здійснювати індивідуальне регулювання робочої глибини кожного увігнутого диска, або забезпечують фіксоване положення увігнутих дисків за рахунок свого початкового напруження, а у випадку перенавантаження дозволяють дискам відхилятись вгору та назад. Відбивальна панель за даним винаходом є жорсткою та негнучкою, в оптимальному варіанті - виготовленою зі зміцненої сталі. Висока жорсткість відбивальної панелі значно покращує ефект розбивання грудок ґрунту, що вилітають з дисків та влучають в відбивальні панелі. Висока жорсткість відбивальної панелі також дозволяє встановлювати її на максимальній відстані позаду попереднього ряду увігнутих дисків, на малій відстані від наступного ряду увігнутих дисків або валу, не створюючи загрози їх співударяння та пошкодження. Це може 2 UA 112311 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значно підвищити швидкість роботи машини та зменшити ризик забивання ґрунтом. Відбивальна панель може розташовуватись достатньо високо під поверхнею ґрунту і на достатній відстані від попереднього ряду увігнутих дисків, завдяки чому значно зменшується ризик її пошкодження ударом великого камінця чи іншим твердим предметом з попереднього ряду увігнутих дисків. З огляду на це, немає необхідності оснащувати відбивальний пристрій будь-яким захистом від перенавантаження. Короткий опис креслень Сутність винаходу можна краще зрозуміти за допомогою креслень, де на Фіг. 1 показана машина для обробки ґрунту в аксонометричній проекції, на Фіг. 2 представлено вигляд збоку машини для обробки ґрунту, на Фіг. 3 детально показано кріплення відбивальної панелі, а на Фіг. 4 детально показано відбивальну панель. Опис варіанту втілення винаходу Машина 1 для обробки ґрунту (Фіг. 1, 2) містить основну раму 2,2' з поперечними балками 3,3'. До поперечних балок шарнірно прикріплені незалежні кронштейни 4,4', до яких шарнірно прикріплені окремі увігнуті диски 5,5'. Шарнірне кріплення дисків забезпечують підшипники 6. Увігнуті диски 5,5' утримуються в бажаному робочому положенні за допомогою гнучких компонентів 7. Залежно від ступеня жорсткості гнучких компонентів увігнуті диски 5,5' можуть бути жорстко зафіксованим в потрібному положенні, або мати можливість плавно відхилятись відповідно до опору ґрунту, який обробляється. Машина для обробки ґрунту містить два поперечних ряди 8,9 увігнутих дисків 5,5', встановлені один за одним на основній рамі 2,2'. Передня секція машини 1 для обробки ґрунту містить увігнуті диски 5 переднього ряду 8 увігнутих дисків 5. Увігнуті диски переднього ряду розміщені під кутом до напрямку руху машини, а їх увігнуті поверхні спрямовані вправо по відношенню до напрямку руху машини. Задня секція машини 1 для обробки фунту містить увігнуті диски 5' заднього ряду 9 увігнутих дисків 5'. Увігнуті диски 5' заднього ряду 9 стоять під кутом до напрямку руху машини, а їх увігнуті поверхні спрямовані вліво по відношенню до напрямку руху машини. Основна рама 2,2' шарнірно з'єднана з рамою.10 розташованого позаду трамбувального та керуючого пристрою 11. Цей пристрій сконструйовано у вигляді валу, що складається з двох рядів шин, або трамбувального валу. Взаємне розташування основної рами 2,2' та рами 10 заднього трамбувального та керуючого пристрою можна регулювати за допомогою гідравлічного циліндра 12 та фіксаторів 13, які можна регулювати. За допомогою здатних до регулювання фіксаторів 13 можна встановлювати в належне робоче положення основну раму 2,2' і раму 10 машини, і завдяки цьому забезпечувати точне керування глибиною роботи переднього ряду 8 увігнутих дисків 5 та заднього ряду 9 увігнутих дисків 5'. Задній трамбувальний та керуючий пристрій 11 дозволяє транспортувати машину для обробки ґрунту по дорогах суспільного призначення після від'єднання гідравлічного циліндра 12. Позаду кожного ряду 8,9 увігнутих дисків 5,5', знаходиться одна відбивальна панель 14,14', розташована по всій робочій ширині (Фіг. 3, 4), виготовлена як компактна і тверда деталь з виконаними в ній паралельним вирізами 18 на нижньому боці по ширині машини, при цьому висота вирізів 18 досягає щонайменше 66 % висоти панелі, а відношення площі вирізів 18 до загальної площі частини відбивальної панелі 14,14', висота якої дорівнює висоті вирізів 18, перевищує 55 %. Вирізи 18 в відбивальній панелі 14,14' (Фіг. 4) мають конусоподібну форму, альтернативні варіанти передбачають трапецієвидну, прямокутну, напівкруглу, напівовальну, параболічну форму, або комбінацію цих форм. Перша відбивальна панель 14 (Фіг. 1, 2) прикріплена двома кріпильними деталями 15 в своїй верхній частині 17 до поперечної балки 3,3'. Друга відбивальна панель 14' (Фіг. 1, 2) прикріплена двома кріпильними деталями 16 в своїй верхній частині 17 до рами 10 заднього трамбувального та керуючого пристрою 11. В альтернативному варіанті відбивальну панель 14,14' можна кріпити безпосередньо до основної рами 2,2', або до поперечної балки 3,3', прикріпленої безпосередньо до основної рами 2,2', або безпосередньо до рами 10 заднього трамбувального та керуючого пристрою 11, або ж вони можуть кріпитись до основної рами 2,2', поперечної балки 3,3', рами 10 заднього трамбувального та керуючого пристрою 11 за допомогою вставної рами, яку тут не показано. В альтернативному варіанті кріплення відбивальних панелей 14.14' до основної рами 2,2', або до поперечної балки 3,3', або до рами 10 заднього ущільнювального та копіювального пристрою 11 може бути регульованим. 3 UA 112311 C2 5 10 15 20 25 30 Відбивальні панелі 14,14' мають плоску форму. В альтернативному варіанті вони можуть бути вигнутими. Ділянка відбивальних панелей 14,14' з вирізами 18 утворює з поверхнею ґрунту кут (α) величиною 80°. Щонайменше одна з відбивальних панелей 14,14' з'єднана з валом, який забезпечує керування її глибиною (не показано). В альтернативному варіанті відбивальна панель 14,14' може складатись з секцій, причому довжина індивідуальних секцій відповідає робочій ширині індивідуальних секцій машини, які можна складати для транспортування. Опорні кронштейни 4,4' увігнутих дисків 5,5' оснащені гнучкими компонентами 7, що дозволяє індивідуально регулювати робочу глибину кожного увігнутого диска; або ж за рахунок свого початкового напруження ці компоненти забезпечують бажане положення увігнутих дисків, а у випадку перенавантаження дають можливість дискам відхилятись вгору та назад. Можливість застосування в промисловості Машину для обробки ґрунту за даним винаходом можна використовувати з метою високоефективної обробки ґрунту. Умовні позначення 1 Машина для обробки ґрунту 2,2' Основна рама 3,3' Поперечна балка 4,4' Незалежний кронштейн 5,5' Увігнутий диск 6 Підшипник 7 Гнучкий компонент 8 Ряд I 9 Ряд II 10 Рама 11 Трамбувальний та керуючий пристрій 12 Гідравлічний циліндр 13 Регульований фіксатор 14,14' Відбивальна панель 15 Кріпильна деталь І 16 Кріпильна деталь II 17 Верхня частина 18 Виріз 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Машина для обробки ґрунту, яка містить два поперечні ряди (8,9) увігнутих дисків (5,5'), розташованих один за одним, та закріплених на основній рамі (2,2'), причому увігнуті диски (5,5') першого ряду (8) відхилені в один бік під кутом до напрямку руху вперед, а увігнуті диски (5') другого ряду (9) відхилені в інший бік під кутом до напрямку руху вперед, причому увігнуті диски (5,5') в кожному ряді (8,9) розташовані паралельно на незалежних опорних кронштейнах (4,4'), до яких вони шарнірно прикріплені за допомогою підшипників і оснащені гнучкими компонентами, та додатково містить відбивальну панель (14,14'), виконаною жорсткою та розташовану позаду щонайменше одного ряду (8,9) увігнутих дисків (5,5'), відбивальна панель (14,14') виготовлена як тверда деталь, на нижньому боці якої зроблені вирізи (18) в напрямку ширини машини, і ці вирізи (18) доходять щонайменше до 50 % висоти панелі, причому відношення площі вирізів (18) до загальної площі ділянки панелі (14,14'), висота якої дорівнює висоті вирізів (18), перевищує 55 %, яка відрізняється тим, що має трамбувальний та керуючий пристрій (11) у вигляді вала, з яким з'єднана щонайменше одна з відбивальних панелей (14,14') з вирізами (18), ділянка якої утворює з поверхню ґрунту кут нахилу (α) до 120°. 2. Машина для обробки ґрунту за п. 1, яка відрізняється тим, що відбивальна панель складається з секцій, при цьому ширина окремих секцій відповідає робочій ширині окремих секцій машини. 3. Машина для обробки ґрунту за п. 1, яка відрізняється тим, що відбивальна панель (14,14') має вигнуту форму. 4 UA 112311 C2 5 UA 112311 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 6