Почвообрабатывающая машина и узел крепления стойки к сферическому диску

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для предпосевной обработки почвы под зерновые, технические, кормовые, садовые, ягодные и овощные культуры. Машина содержит раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток. Корпус подшипника каждого диска расположен с его вогнутой стороны, а стойка смонтирована на корпусе подшипника. Каждая стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части. Прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления. Угол между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле , где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке. Ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска. Каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси его цапф расположены горизонтально. Каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке. Деформаторы смонтированы на стойке с возможностью поворота и выполнены в виде прутков или в виде игольчатого диска, который имеет диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтирован на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска. Втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями и имеют в верхней части, размещенной над рамой, шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы. На оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси. Узел крепления стойки к сферическому диску включает расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки. Нижний конец стойки упирается в корпус подшипника. Кронштейны и стойка имеют крепежные элементы для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости. Такое конструктивное выполнение позволит расширить функциональные возможности машины при одновременном повышении качества обработки почвы и технологической надежности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, преимущественно к почвообрабатывающим машинам, и может быть использовано для поверхностной обработки почвы под зерновые, кормовые и овощные культуры, ухода за паровым полем.

Известна садовая дисковая двухследная борона по авторскому свидетельству RU № 1491357, кл. А01В 21/08 от 07.07.89 г., где имеется рама, на которой посредством поворотного кронштейна, поводка и вертикального шарнира размещены диски, вращающиеся на горизонтальной оси; каждый диск снабжен поворотным кронштейном, один конец которого соединен с осью вращения диска, а другой - с рамой посредством вертикального шарнира, ось которого размещена на одной вертикали с осью вращения диска и его режущей кромкой, т.е. ось поворота вертикального шарнира (стойки) и плоскость всей режущей кромки диска находятся на одной вертикали.

Известен плуг-лущильник дисковый по свидетельству на полезную модель RU № 14797 А01В 7/00 от 10.09.2000 г., где имеется рама с рядами дисков, закрепленных на раме штифтами, с возможностью поворота во втулках, отличающийся коленообразной стойкой и рамой, жестко опирающейся на барабан. Каждый диск смонтирован на отдельной оси и при помощи винтового механизма позволяет регулировать угол атаки. Недостатком такого технического решения является то, что жесткая установка катка на раме и его фронтальное расположение не позволяют катку качественно прикатывать почву, а удержание в раме стоек штифтами затрудняет их монтаж и демонтаж, так как штифты в процессе работы деформируются. Положение оси поворота стоек относительно диска не определено.

В свидетельстве № 3818 от 01 ноября 1999 года Российского авторского общества на «Плуг-лущильник ПЛД-3×4» (аналог свидетельства на полезную модель № 14797) ось стойки с диском не совпадает.

Известно дисковое почвообрабатывающее орудие RU № 2185044, А01В 21(08) от 23.02.2000 г. с регулируемым углом атаки и фронтальным размещением дисков с наклоном в вертикальной плоскости. Такое орудие обеспечивает автономную работу каждого диска, но, кроме того, что диски наклонены в вертикальной плоскости и размещены на раме в определенном порядке, в описании орудия конструкции рабочих органов не раскрыты.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототип) является патент Франции № 2813749, А01В 49/06 от 08.09.2000 г., в котором применены сферические диски, локально размещенные на раме фронтальными рядами. Каждый диск работает независимо и смонтирован на отдельной оси, соединен с рамой шарнирной подпружинной стойкой. При наезде на препятствие диск перекатывается через него и автоматически возвращается в исходное положение под действием пружины и диска со ступицей и стойкой. Между рядами дисков размещен криволинейный деформатор (планировщик земли). Деформатор для выравнивания (планировки) почвы, выполненный в виде ножа бульдозера, не учитывает микронеровности поля, так как размещен по всей ширине захвата машины. Навешенный сзади на раму прикатывающий каток служит для регулировки глубины обработки почвы. Отсутствие в конструкции единой оси дисковой батареи разгружает подшипниковые узлы, снижает трудовые и материальные затраты на ремонт, значительно улучшает проходимость земли и растительных остатков в междисковом пространстве. Однако подпружиненная конструкция размещения дисков на раме не только сложна, но и технологически не оправдана, так как агрофон поля (твердость земли) не постоянен и поэтому каждый диск будет идти на разной высоте от уровня почвы, а регулировка жесткости пружин затруднительна и не предусмотрена. Жесткое крепление прикатывающего катка к раме ставит в зависимость работу дисков от катка, что не допустимо.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей почвообрабатывающей машины при одновременном повышении качества обработки почвы и обеспечении надежности технологического процесса.

Технический результат достигается за счет того, что в почвообрабатывающей машине, содержащей раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток, включают корпус подшипника каждого диска, расположенный внутри вогнутой стороны сферического диска, а его стойка смонтирована на корпусе подшипника, причем стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части, причем прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления, при этом ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска, а угол β между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле

,

где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке. Каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси цапф расположены горизонтально, при этом каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке. Прутковые деформаторы выполнены с возможностью поворота, а деформатор в виде игольчатого диска имеет диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтирован на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска. Втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями, а в верхней части, размещенной над рамой, имеют шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы. На оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси.

Узел крепления стойки к сферическому диску, включающий расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные друг относительно друга с зазором для размещения в нем стойки, нижний конец которой упирается в корпус подшипника, причем кронштейны и стойка имеют крепежные изделия для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид почвообрабатывающей машины, на фиг.2 показан режущий узел почвообрабатывающей машины; на фиг.3 дана схема установки стойки на корпусе подшипников; на фиг.4 показана схема установки на раме машины почвообрабатывающего катка; на фиг.5 дана схема установки съемного кольца и сальника на оси диска; на фиг.6 дана схема установки стойки, корпуса подшипников и прутковых деформаторов; на фиг.7 дана схема установки съемного дополнительного дискового деформатора; на фиг.8 дана схема расчета угла наклона стойки.

Почвообрабатывающая машина (фиг.1, 2) содержит раму 1 с поперечными балками 2, в отверстиях которых на равных расстояниях друг от друга размещены консольно-удлиненные в нижней части втулки 3 на величину h. Удлинение втулок 3 снижает изгибающий момент стойки 4, а уплотнители 5 предохраняют втулки 3 от загрязнения.

Во втулках 3 шарнирно устанавливаются коленчатые (с прямой и отогнутой в сторону вогнутости диска частями) стойки 4 и в сборе с корпусами подшипников 6, укрепленными внутри сферических дисков 7, оси 8 которых свободно вращаются в подшипниках 9 и наклонены к горизонту на угол α. К стойкам 4 жестко крепятся съемные деформаторы почвы 10 с возможностью регулировки относительно диска 7. Ось стойки 4 совпадает с нижней кромкой диска 11, что обеспечивается углом наклона стоек 4 к вертикали β. Диски 7 в поперечных балках 2 устанавливаются автономно параллельными рядами. В ряду диски 7 устанавливаются во втулках 3 поперечных балок 2 на равных расстояниях друг от друга один за другим, образуя ряды, которые смещены относительно друг друга так, чтобы концы дисков одного ряда находились в промежутках между дисками другого ряда. В каждом ряду диски 7 синхронно устанавливаются на заданный угол атаки α₁ механизмом поворота к направлению движения, выполненным в виде поворотного рычага 12, жестко соединенного со стойкой 4 и шарнирно с поперечной тягой 13. Диски первого ряда устанавливаются вогнутой стороной в одну сторону, а диски каждого последующего ряда установлены зеркально к предыдущему. К корпусу подшипников 6 прикреплены два кронштейна 14, которые болтами 15 соединяются со стойкой 4. Точная и надежная установка корпуса подшипников 6 к стойке 4 обеспечивается фрезеровкой плоскостей П11, сочленений корпуса подшипников 6, кронштейнов 14 и стоек 4 (фиг.3).

Почвообрабатывающий каток 16 (фиг.1, 4) прикрепляется к раме 1 шарнирно независимо от рамы под углом к направлению движения; цапфы катка 17 прикреплены к оси катка горизонтально (фиг.3). Почвообрабатывающий каток 16 выравнивает почву, дробит комья, работает независимо от почвообрабатывающей машины и может быть снят с машины при отсутствии надобности в зависимости от агрофона.

Условие совпадения оси поворота стойки 4 с нижней кромкой сферического диска 11, установленного под острым углом к вертикали, позволяет стабилизировать обработку подрезаемой полосы почвы при изменении угла атаки диска, а консольная установка втулки 3 в нижней части рамы снижает усилие (изгибающий момент) на стойку, возникающее в процессе работы орудия. Допустимое отклонение - несовпадение оси стойки от кромки диска не более 50 мм в сторону изгиба стойки.

Диск 7 (фиг.2) присоединяется к оси 8 корпуса подшипников 6 болтами 18. Ось 8 установлена в корпусе подшипников 6 на подшипниках 9. Для герметизации корпуса подшипников 6 установлены сальник 19, размещенный на сменном кольце 20, и крышка 21 (фиг.2, 5). Съемное кольцо 20 применено с целью его замены по мере износа, что позволит увеличить срок службы оси 8. Над втулкой 3 стойки 4 размещается шайба 22. Стойка 4 к раме 1 крепится болтом 23 через шайбу 22.

Болтами 15 между кронштейнами 14 крепятся съемные прутковые деформаторы 10, устанавливаемые в пространстве между диском 7 и стойкой 4 (фиг.6).

На схеме установки съемного дополнительного деформатора (фиг.2, 7) в виде игольчатого диска 24 с диаметром не более четверти диаметра сферического диска, установленного на стойке 25, где имеются стопоры 26, позволяющие установить игольчатый диск 24 со стойкой 25 в опорах 27 относительно сферического диска 7 в любом положении по высоте и углу атаки.

Узел крепления стойки 4 к сферическому диску 7 (фиг.2, 6) включает расположенный с вогнутой стороны сферического диска 7 корпус подшипника 6, на котором жестко закреплены два кронштейна 14, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки 4 с профрезерованной на длину кронштейнов 14 и ширину зазора; нижний конец наклонной части стойки 4 упирается в плоскость корпуса подшипников 6. Болтами 15 стойка 4 с диском 7 жестко фиксируется, что обеспечивает и заданный угол наклона диска в вертикальной плоскости. Угол между прямой и отогнутой частями наклона стойки определяется по формуле

.

Этот угол обеспечивает надежность технологического процесса.

Почвообрабатывающая машина (фиг.2) работает следующим образом.

Перед началом работы в зависимости от требуемой глубины обработки и состояния агрофона (наличие растительных остатков, влажность, плотность почвы и т.д.) путем перемещения тяг 13 и поводка 12 стойки 4 с диском 7, посредством поводка 12 устанавливаются углы атаки дисков 7 - α. При движении машины вперед благодаря тому, что диски 7 на брусьях установлены вогнутой стороной в противоположные стороны наклона оси в вертикальной плоскости β и заданного угла стойки α₁, происходит отделение почвенного пласта заданного размера от монолита, сдвигания его в сторону борозды и крошение. При встрече пласта с корпусом подшипников, стойкой и прутковыми или игольчатыми деформаторами, а также размещении оси стойки в одной плоскости с нижней точкой кромки диска происходит дополнительное крошение пласта и планирование почвы для посева семян.

Исходя из сказанного предложенная почвообрабатывающая машина позволит расширить функциональные возможности машины путем дополнительного дробления почвы и выравнивания почвы за счет размещения ступицы, стойки, прутковых деформаторов или игольчатого диска со стороны вогнутой стороны сферического диска.

1. Почвообрабатывающая машина, содержащая раму, смонтированные на ней рядами посредством стоек сферические диски с возможностью регулирования их угла атаки и каток, отличающаяся тем, что корпус подшипника каждого диска расположен с его вогнутой стороны, а стойка смонтирована на корпусе подшипника, причем стойка имеет прямую и отогнутую в сторону вогнутости диска части, причем прямая часть стойки закреплена на раме посредством втулки, нижняя часть которой расположена относительно рамы консольно, а отогнутая часть стойки соединена с корпусом подшипника диска посредством узла крепления, при этом ось прямолинейной части стойки расположена в одной плоскости с нижней точкой кромки диска, а угол между осями прямолинейной и отогнутой частей стоек определяется по формуле , где D - диаметр диска, l - длина отогнутой части стойки, β₁ - угол наклона диска к стойке, причем каток расположен под углом к направлению движения и смонтирован на раме шарнирно с возможностью демонтажа, а оси цапф расположены горизонтально, при этом каждый диск снабжен съемными деформаторами почвы, смонтированными на стойке.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что деформаторы смонтированы на стойке с возможностью поворота и выполнены в виде прутков.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что деформаторы выполнены в виде игольчатого диска, имеют диаметр не более четверти диаметра сферического диска и смонтированы на стойке с возможностью регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно сферического диска.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что втулки крепления стоек на раме снабжены уплотнителями.

5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что втулка крепления стойки к раме имеет в верхней части, размещенной над рамой, шайбу и болт для фиксации стойки относительно рамы.

6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на оси диска установлено сменное кольцо для исключения износа оси.

7. Узел крепления стойки к сферическому диску, включающий расположенный с вогнутой стороны сферического диска корпус подшипника, на котором жестко закреплены два кронштейна, расположенные относительно друг друга с зазором для размещения в нем стойки, нижний конец которой упирается в корпус подшипника, причем кронштейны и стойка имеют крепежные элементы для обеспечения жесткой фиксации стойки относительно диска для исключения его поворота в вертикальной плоскости.