Результат интеллектуальной деятельности: Дисковое почвообрабатывающее орудие

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к почвообрабатывающим орудиям, где используются дисковые рабочие органы.

Известно дисковое почвообрабатывающие орудие (см. патент РФ №2291605, А01В 21/08 от 20.01.2007 - аналог), содержащее раму с закрепленными на ней в несколько рядов поперечными брусьями, на которых смонтированы вертикальные стойки с осями на концах, и установленные на осях с возможностью вращения сферические диски, при этом диски имеют угол атаки, наклонены к вертикальной плоскости и установлены фронтально по ширине захвата рядами, в которых каждый последующий диск смещен в поперечном направлении относительно предыдущего в сторону необработанной передними рядами дисков междисковой полосы почвы земли на величину, равную в среднем частному от деления междискового расстояния на количество рядов. Кроме того диски в рядах направлены выпуклостью или вогнутостью к продольной оси симметрии орудия таким образом, что в каждом ряду количество дисков одного направления по одну ее сторону равно количеству противоположно ориентированных дисков по другую ее сторону, а по оси орудия между дисками первого ряда установлена плоскорежущая лапа с шириной захвата равной междисковому промежутку средних дисков последнего ряда.

Недостатком дискового почвообрабатывающего орудия является то, что при ее использовании по оси симметрии орудия образуется широкая борозда, а также неоднородность обработки почвы. Применение плоскорежущей лапы снижает технологическую надежность орудия, т.к. на переувлажненных и влажных почвах происходит быстрое забивание.

Известно дисковое почвообрабатывающее орудие (см. патент на полезную модель РФ №143518, А01В 21/00 от 08.04.2014 - прототип), содержащее прицепное устройство для соединения его с энергосредством, раму, установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы, имеющие регулируемый угол атаки и угол наклона к вертикальной плоскости, при этом диски установлены рядами так, что последующий в продольном направлении диск смещен относительно предыдущего таким образом, что сдвигает почву в борозду предыдущего, а один ряд дисков сдвигает почву к оси орудия, а другой от нее, при этом диски, установленные вдоль продольной оси орудия и расположенные вогнутой частью друг к другу, разнесены между собой или смещены в продольном направлении на расстояние, обеспечивающее свободное прохождение почвы.

Недостатком данного почвообрабатывающего орудия является то, что диски при установке ориентированы в разные стороны, что значительно снижает эффективность совместной работы соседних дисков, в частности снижается ширина обрабатываемой полосы, повышается энергоемкость и высота гребнистости дна борозды.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости и повышения качества технологического процесса.

Технический результата достигается тем, что дисковое почвообрабатывающее орудие, содержащее устройство для соединения его с энергосредством, раму, на которой установлены на автономных стойках дисковые рабочие органы с выпуклой частью, имеющие регулируемый угол атаки и угол наклона к вертикальной плоскости, при этом диски установлены рядами так, что последующий в продольном направлении диск смещен относительно предыдущего таким образом, что сдвигает почву в борозду предыдущего, согласно изобретению, все дисковые рабочие органы ориентированы выпуклой частью в одну сторону, при этом на каждом ряду дисков установлено устройство для поворота дисковых рабочих органов вокруг автономных стоек для установки угла атаки при движении в обратном направлении, а устройство для соединения дискового почвообрабатывающего орудия с энергосредством оснащено приспособлением для смещения линии тяги энергосредства относительно продольной оси орудия.

Новизна заявленного технического результата обусловлена тем, что за счет ориентации всех дисковых рабочих органов выпуклыми частями в одну сторону, процесс их работы происходит в сторону открытой борозды, что позволяет увеличить ширину захвата орудия и снизить энергоемкость процесса. Применение устройства для поворота дисковых рабочих органов вокруг автономных стоек для установки угла атаки при движении в обратном направлении позволит совершать минимальное количество холостых проходов по полю, что также позволит увеличить производительность и снизить энергоемкость. А приспособление для смещения линии тяги энергосредства относительно продольной оси орудия позволит сохранять курсовую устойчивость орудия, что приведет к повышению качества процесса и позволит избежать образования огрехов при работе.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 показан общий вид дискового орудия, на фигуре 2 - выносной элемент А, на фигуре 3 - вид Б, на фигуре 4 - выносной элемент В, на фигуре 5 - схема для определения величины смещения линии тяги.

Дисковое почвообрабатывающие орудие состоит из рамы 1, на которой при помощи автономных стоек 2 установлены дисковые рабочие органы 3, которые имеют выпуклую часть и регулируемые углы атаки и углы наклона к вертикали, а также установленные рядами так, что последующий в продольном направлении диск смещен относительно предыдущего таким образом, что сдвигает почву в борозду предыдущего. При этом дисковые рабочие органы 3 ориентированы выпуклой частью в одну сторону. На раме 1 на каждом ряду дисков установлено устройство 4 для поворота дисковых рабочих органов 3, например, при помощи рычагов 5 и поворотной планки 6 вокруг автономных стоек 2 для установки угла атаки при движении в обратном направлении. Устройство 4 для поворота дисковых рабочих органов 3 может включать в себя 4-х звенный механизм 7, гидроцилиндр 8 и пальцы 9, создающие шарнирные соединения элементов устройства 4 между собой и рамой 1, гидроцилиндр 8 служит для перемещения устройства 4 из исходного положения в конечное. Помимо описанного выше технического решения, возможно использовать любые технические решения позволяющие выполнять функцию установки угла атаки при движении в обратном направлении. Устройство 10 для соединения дискового почвообрабатывающего орудия с энергосредством оснащено приспособлением 11 для смещения линии тяги энергосредства относительно продольной оси орудия. Приспособление 11 может состоять из закрепленного на нем седла 12, шарнирного соединения 13 и двух гидроцилиндров 14, соединенных с одной стороны с рамой 1, а другой с седлом 12, и которые позволяют фиксировать устройство 10 для соединения дискового почвообрабатывающего орудия с энергосредством при смещении линии тяги, а также при плавающем положении не препятствуют развороту дискового орудия. Такое конструктивное решение также не лишает возможности использовать любое другое техническое решение для смещения линии тяги энергосредства относительно продольной оси орудия.

Работа дискового почвообрабатывающего орудия осуществляется следующим образом.

Перед началом работы дисковое почвообрабатывающие орудие агрегатируется с энергосредством при помощи устройства 10, а приспособление 11 для смещения линии тяги трактора относительно продольной оси орудия и дисковые рабочие органы 3 регулируется в соответствии с требуемыми параметрами. При рабочем ходе дискового почвообрабатывающего орудия дисковые рабочие органы 3, ориентированные все выпуклой частью в одну сторону и установленные при помощи автономных стоек 2 на раме 1, подрезают пласт почвы, крошат его, частично перемешивают и сдвигают. Как известно эффективность работы дисковых рабочих органов во многом определяется их технологической схемой расстановки. Так при работе последующего диска в сторону открытой борозды уменьшается энергоемкость процесса, увеличивается ширина захвата, а также повышаются качественные показатели работы. Особенно эффективно расположение дисковых рабочих органов в одном направлении, т.е. когда диски ориентированы выпуклыми (или вогнутыми) частями в одну сторону. (Дисковые бороны и лущильники. Проектирование технологических параметров: учеб. пособие/ Сохт К.А., Трубилин Е.И., Коновалов В.И. - Краснодар: КубГАУ, 2014, стр. 68). Таким образом, за счет одинаковой ориентации выпуклых частей дисковых рабочих органов 3 технологический процесс работы дискового орудия производится с максимальной возможной технологически обоснованной шириной захвата, минимальной энергоемкостью и высокими агротехническими показателями качества.

Однако, при ориентации всех дисковых рабочих органов в одном направлении возникает не устойчивое прямолинейное движение агрегата (курсовая устойчивость). Устойчивость движения сельскохозяйственных агрегатов во многом определяет качество выполнения технологических процессов. От устойчивости движения зависит не только уровень, но и стабильность качества выполнения агротехнических показателей (Дисковые бороны и лущильники. Проектирование технологических параметров: учеб. пособие/ Сохт К.А., Трубилин Е.И., Коновалов В.И. - Краснодар: КубГАУ, 2014, стр. 108). В процессе работы дискового рабочего органа на него действуют различные по величине и направлению силы, которые раскладываются на три составляющие: продольную R_x, поперечную R_y, и вертикальную R_z. При этом для определения условия равновесия дисковых орудий достаточно рассматривать только равновесие в горизонтальной плоскости, а силы прикладывать к условному среднему диску. (Стрельбицкий В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины/ - М.; Машиностроение, 1978. - 218 с). На фигуре 4 представлена схема для определения величины смещения линии тяги, величина которого будет зависеть от величины продольных R_x и поперечных R_y сил действующих на рабочий орган, а также величины плеч действующих сил. Согласно схеме на фигуре 4 равновесие дискового орудия в горизонтальной плоскости будет обеспечена в том случае, если суммарный момент относительно точки прицепа О будет равен нулю. Другими словами, равновесие дискового орудия в горизонтальной плоскости будет достигнуто при изменении величины плеча действия продольных R_x и поперечных R_y сил. Для изменения величины плеча действия силы устройство 10 для агрегатирования с энергосредством смещается приспособлением 11 для смещения линии тяги трактора относительно продольной оси орудия. Изменение точки прицепа позволит проводить регулировку курсовой устойчивости дискового орудия для различных эксплуатационно-технологических и почвенно-климатических условий. При развороте дискового почвообрабатывающего орудия рабочие органы переводится в транспортное положение, а гидроцилиндры 14 приспособления 11 в плавающие положение, тем самым не мешая развороту орудия.

Кроме того, для снижения энергоемкости и повышения производительности процесса необходимо, чтобы дисковое орудие при рабочем ходе совершало минимальное количество холостых проходов по полю. Таким образом, при движении дискового орудия, при сохранении агротехнических показателей, в том числе и предотвращения образования стыковых борозд, необходимо установить дисковые рабочие органы 3 выпуклыми частями в противоположную сторону. Для этого на дисковом почвообрабатывающем орудии на раме 1 на каждом из рядов дисков установленное устройство 4 при помощи гидроцилиндра 9 изменяет свое положение. При этом, через 4-х звенный механизм 7, поворотную планку 6 и рычаги 5 дисковые рабочие органы 3 поворачиваются вокруг автономных стоек 2 и устанавливают угол атаки для движения в обратном направлении.

После совершения разворота и выезда орудия на следующий рабочий ход при помощи приспособления 11 устройство 10 для соединения с энергосредством смещается в противоположную сторону относительно продольной оси орудия для установления курсовой устойчивости. Затем дисковые рабочие органы 3 опускаются и рабочий ход повторяется.

Таким образом, предложенное дисковое почвообрабатывающее орудие обеспечивает достижение технического результата.

Изобретение промышленно применимо и может быть реализовано в условиях завода или другого промышленного предприятия.