Пассивноприводной почвообрабатывающий орган

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к рабочим органам для рыхления и измельчения почвы, вычесывания сорняков и может быть использована для основной и предпосевной обработок почвы при выращивании рассады овощей, сельскохозяйственных культур открытого грунта и подготовке почвы под посадку саженцев деревьев. Сущность полезной модели: пассивноприводной почвообрабатывающий орган, по первому варианту, включающий устанавливаемую на раме жестко или с возможностью поворота стойку и закрепленный на ней и выполненный с возможностью вращения от сцепления с почвой рабочий орган со ступицей, имеющей двухстадийную защиту от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы, по меньшей мере, одна из которых содержит сальниковые элементы. По меньшей мере, между одним из подшипников и сальниковым элементом ступицы рабочего органа и/или в составе, по меньшей мере, одного подшипника ступицы рабочего органа установлена третья стадия защиты от проникновения внутрь ступицы рабочего органа абразивных частиц почвы, выполненная в виде, по меньшей мере, одной, защитной металлической или неметаллической или включающей металлические и неметаллические элементы, пластины; пассивноприводной почвообрабатывающий орган, по второму варианту, содержит варианты исполнения дополнительной наружной поверхности для отражения абразивных частиц почвы. Использование полезной модели позволяет повысить надежность конструкции пассивноприводного почвообрабатывающего органа за счет трехстадийной защиты подшипников ступицы диска от попадания внутрь ступицы абразивных частиц почвы, приводящих к преждевременному выходу из строя подшипников.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к рабочим органам для рыхления и измельчения почвы, вычесывания сорняков и может быть использована для основной и предпосевной обработок почвы при выращивании рассады овощей, сельскохозяйственных культур открытого грунта и подготовке почвы под посадку саженцев деревьев.

Известны режущие диски в составе почвообрабатывающего агрегата /RU 82507 U1, МПК A01B 21/08, опубл. 2009.05.10/, устанавливаемые на общей раме на поворотных стойках, при этом режущие диски закреплены на стойках при помощи кронштейнов корпуса подшипника режущего диска. Каждый режущий почву диск установленный на ступице с подшипниками и одностадийной манжетной защитой, смонтированный на поворотной стойке, снабжен механизмом изменения угла наклона режущего диска к вертикали, выполненным в виде дополнительной оси поворота, смонтированной в нижней части поворотной стойки и при помощи механизма фиксации связывающей поворотную стойку и кронштейн корпуса подшипника режущего диска. Механизм фиксации поворотной стойки с кронштейном подшипника режущего диска выполнен в виде, по крайней мере, одного фиксатора и ряда отверстий, выполненных в поворотной стойке и кронштейне корпуса подшипника, в которые устанавливается фиксатор.

Недостатком данного технического решения является то, что конструкция защищена от попадания абразивных частиц почвы внутрь ступицы с подшипниками одностадийно, что резко снижает надежность подшипникового узла.

Известен дисковый рабочий орган в составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата /RU 72112 U1, МПК A01B 21/08, опубл. 2008.04.10/, со ступицей и одной стадией защиты подшипников от попадания абразивных частиц почвы, стойка которого жестко закреплена в кронштейне рамы при помощи осей и предохранительных разрушающих элементов, выполненных преимущественно в виде срезных болтов.

Недостатком данного технического решения является то, что ступицы дисков имеют одностадийную защиту и стойки на раме установлены жестко, а это ухудшает почвообрабатывающие свойства данного устройства.

Известен почвообрабатывающий орган /FR 2845560, МПК A01B 21/08, опубл. 2004.04.16/, стойка которого выполнена в виде винтообразной пружины, связанной с рамой и рабочим органом в виде диска, установленного на ступице с обслуживаемыми или не обслуживаемыми подшипниками с манжетной защитой, причем каждая пружина содержит от 1,5 до 5 витков, которые располагаются бок о бок так, что образуют ряд витков вдоль линии, поперечной к шасси.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность подшипникового узла ступицы диска в результате того, что защита ступицы от попадания внутрь ее абразивных частиц почвы является одностадийной.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является дисковый почвообрабатывающий орган /BY 6980 U, МПК A01B 23/00, A01B 21/00, опубл. 2011.02.28/, имеющий двухстадийную защиту от попадания абразивных частиц почвы внутрь ступицы с подшипниками дискового почвообрабатывающего органа, имеющий упругую или без упругих свойств стойку, в нижней части которой закреплена ступица дискового почвообрабатывающего органа.

Недостатком данного технического решения является то, что конструкция защищена от попадания абразивных частиц почвы внутрь ступицы с подшипниками двухстадийно, что, по результатам хозяйственных испытаний ступиц современных дисковых почвообрабатывающих агрегатов на песчаных почвах, является недостаточным для обеспечения надежности подшипникового узла пассивноприводного дискового почвообрабатывающего органа.

Задачей, решаемой данной полезной моделью является увеличение надежности конструкции пассивноприводного почвообрабатывающего органа.

Поставленная задача по первому варианту, достигается тем, что, пассивноприводной почвообрабатывающий орган включает устанавливаемую на раме жестко или с возможностью поворота стойку и закрепленный на ней и выполненный с возможностью вращения от сцепления с почвой рабочий орган со ступицей, имеющей двухстадийную защиту от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы и установленный внутри ступицы, по меньшей мере, один подшипник, причем, по меньшей мере, одна из стадий защиты от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы содержит сальниковые элементы, согласно полезной модели, по меньшей мере, между одним из подшипников и сальниковым элементом ступицы рабочего органа и/или в составе, по меньшей мере, одного подшипника ступицы рабочего органа установлена третья стадия защиты от проникновения внутрь ступицы рабочего органа абразивных частиц почвы, выполненная в виде, по меньшей мере, одной, защитной металлической или неметаллической или включающей металлические и неметаллические элементы, пластины.

Поставленная задача по второму варианту достигается тем, что пассивноприводной почвообрабатывающий орган, включает устанавливаемую на раме жестко или с возможностью поворота стойку и закрепленный на ней и выполненный с возможностью вращения от сцепления с почвой рабочий орган со ступицей, имеющей двухстадийную защиту от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы и установленный внутри ступицы, по меньшей мере, один подшипник, причем, по меньшей мере, одна из стадий защиты от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы содержит сальниковые элементы, а также, по меньшей мере, одну дополнительную наружную поверхность для отражения абразивных частиц почвы, выполненную под углом менее 180° относительно оси ступицы диска, согласно полезной модели, по меньшей мере, между одним из подшипников и сальниковым элементом ступицы рабочего органа и/или в составе, по меньшей мере, одного подшипника ступицы рабочего органа установлена третья стадия защиты от проникновения внутрь ступицы рабочего органа абразивных частиц почвы, выполненная в виде, по меньшей мере, одной, защитной металлической или неметаллической или включающей металлические и неметаллические элементы, пластины.

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 изображен вид сбоку пассивноприводного почвообрабатывающего органа в статическом положении со ступицей, диском и спиральным винтообразным упругим элементом, установленным на поворотной стойке; на фиг. 2 изображен вид сбоку пассивноприводного почвообрабатывающего органа в статическом положении со ступицей, диском и спиральным винтообразным упругим элементом, установленным в кронштейне рамы; на фиг. 3 изображена ступица с корпусом, осью диска, двумя сальниками и третьей стадией защиты подшипникового узла ступицы диска; на фиг. 4 изображена ступица с корпусом, осью диска, одним сальником, пыльниковыми лабиринтами, заполненными смазкой, дополнительной наружной поверхностью для отражения абразивных частиц почвы, выполненной под углом к оси ступицы диска, меньшим 90°; на фиг. 5 изображена ступица с корпусом, осью диска, одним сальником, пыльниковыми лабиринтами, заполненными смазкой, дополнительной наружной поверхностью в виде двух поверхностей для отражения абразивных частиц почвы, элементы которой выполнены под разными углами к оси ступицы диска, меньшим и равным 90°;

Пассивноприводной почвообрабатывающий орган (фиг. 1, 2) состоит из сборной (составной) стойки 1, верхняя часть 2 которой с возможностью поворота установлена во втулке 3, жестко закрепленной внутри балки рамы 4 или стойки, выполненной без возможности поворота (фиг. 2). На нижнем окончании верхней части 2 стойки 1 закреплено основание 5, в котором с помощью резьбовых соединений 6 крепится, например, по меньшей мере, один спиральный винтообразный упругий элемент 7 с, по меньшей мере, одним витком (фиг. 1, 2). Нижняя часть спирального винтообразного упругого элемента 7 посредством резьбовых соединений 8 крепится к кронштейнам 9 ступицы 10 рабочего органа 11, выполненного, например, в виде режущего диска 11. Поворотная стойка 1 может выполняться не сборной в виде цельной цилиндрической стойки, в нижней части которой с помощью резьбовых соединений закрепляется ступица 10 диска 11. Непосредственно рабочий орган 11 пассивноприводного почвообрабатывающего органа может также представлять собой дискозубовый, мотыжный, пальцевый или иной конструкции пассивноприводной рабочий орган 11, вращающийся от сцепления с почвой.

Основание 5 может быть закреплено, например, с помощью сборки сваркой непосредственно на раме 4 и стойка 1 в этом случае не имеет возможности поворота (фиг. 2).

Ступица 10 режущего диска 11 (фиг. 3) может иметь дополнительную отражающую защиту 13 (сальниковую) выполненную, например, из неметаллического материала с пропиткой смазкой, которая уменьшает проникновение внутрь ступицы 10 частиц почвы, являющихся абразивом, что приводит к преждевременному выходу из строя подшипников ступицы 10, диска 11. Над дополнительной отражающей защитой 13 на основании 14 ступицы 10 для крепления диска 11 может выполняться наружная отражающая поверхность 15, исполнение которой под углом менее 180° относительно оси ступицы 10 диска 11 позволяет отводить поток движущейся под действием центробежных сил и сил инерции почвы с абразивными частицами от зазора между корпусом ступицы 10 диска 11 и вращающимся вместе с диском 11 основанием 14 ступицы 10 диска 11. Ширина В наружной отражающей поверхности 15 основания 14 ступицы 10 диска 11 выполняется больше ширины b дополнительной отражающей защиты 13, для обеспечения блокирования попадания абразивных частиц почвы внутрь ступицы 10 диска 11.

В правой части основания 14 ступицы 10 диска 11 дополнительная наружная отражающая поверхность 15 может выполняться изначально в составе основания 14, либо в виде сварного варианта или иного вида крепления, например, в виде кольца специального с конусообразной отражающей поверхностью 15, закрепленного с помощью сварки к основанию 14.

Первая стадия защиты подшипников может выполняться, например, в виде, по меньшей мере, одной специальной сальниковой манжеты 16 устанавливаемой внутри корпуса ступицы 10 диска 11, непосредственно перед одним из подшипников. Сальниковая манжета 16 может иметь и пыльниковую полость, заполненную смазкой (на чертеже не обозначено).

Вторая стадия защиты 13 (дополнительная отражающая защита 13) устанавливается у правого окончания наружной отражающей поверхности 15 основания 14 непосредственно под отражающей поверхностью 15. Вторая стадия защиты от попадания абразивных частиц почвы внутрь корпуса ступицы 10 диска 11 может выполняться в виде слоя консистентной смазки, которым заполняется пространство (полость) между наружной цилиндрической поверхностью ступицы 10 диска 11 и основанием 14, представляющее собой консистентную смазку, которой заполнена кольцевая полость 17 и войлочный сальник, пропитанный консистентной смазкой (фиг. 3) или только заполненную смазкой кольцевую полость 17 (фиг. 4, 5).

Для более эффективной защиты подшипников 18 между сальниковой манжетой 16, вращающихся при работе шариков или роликов 19 подшипников 18 или перед рабочими поверхностями подшипников скольжения 18 (на чертеже не показано) устанавливается третья стадия 20 защиты ступицы 10 и подшипников 18, которая может быть выполнена в виде металлических или неметаллических или включающих металлические и неметаллические элементы плоской, дугообразной или иной конфигурации поперечного сечения, пластины 20 и может устанавливаться между внутренней цилиндрической частью 21 корпуса ступицы 10 диска 11 и цилиндрической поверхностью оси 22 основания 14 ступицы 10 диска 11 и/или, например, между наружным 23 и внутренним 24 кольцами шариковых или роликовых подшипников 18 или подшипников 18 скольжения или в одном из колец подшипников 18. При этом третья стадия 20 защиты, устанавливаемая непосредственно в подшипниках 18, может устанавливаться как на одном, так и на большем числе подшипников 18(фиг. 3), например, по меньшей мере, с одной стороны (или с двух сторон) крайнего правого подшипника 18 или на правом и левом подшипниках 18 ступицы 10 диска 11. При такой защите ступицы 10 подшипников 18 появляется возможность, например, перед началом весеннее полевых работ произвести смазку подшипников 18 через пресс- масленку 25 и текущего обслуживания до конца весеннеполевых или других сезонных работ не производить, т.е. производить смазку подшипников 18 ступиц 10 диска 11 пассивноприводных почвообрабатывающих органов и обслуживать ступицы 10 дисков 11 лишь в межсезонье, а в процессе сезонов полевых работ ступицы 10 являются - не обслуживаемыми!

Вертикальные размерные параметры, по меньшей мере, одной, расположенной со стороны сальниковой манжеты 16 (между сальниковой манжетой 16 и подшипником 18 или в составе подшипника 18) защитной пластины 20 третьей стадии защиты подшипников 18 могут быть выполнены больше вертикальных размерных параметров сальниковой манжеты 16. Это обеспечивает создание пыльникового лабиринта, заполненного смазкой, препятствующего попаданию абразивных частиц почвы от сальниковой манжеты 16 к подшипнику 18 ступицы 10 диска 11.

Для предотвращения самопроизвольного смещения в направлении, совпадающем или отличном от направления перемещения агрегата с почвообрабатывающим рабочим органом, спиральный упругий элемент 7, кроме резьбовых соединений, фиксируется относительно верхней 2 или нижней 12 частей стойки 1 с помощью, по меньшей мере, одного прижима и фиксатора (на чертеже не показано). При этом нижняя часть 12 стойки 1 выполнена в виде спирального винтообразного упругого элемента 7. Виток спирали расположен перед балкой рамы 4 по ходу движения почвообрабатывающего органа, в основании 5 которого упругий элемент 7 закреплен. Часть витка упругого элемента 7, выходящая из основания 5, на входе в виток упругого элемента 7 поднимается вверх т.е. является восходящей, что улучшает упругие свойства спирали. В зависимости от исполнения, диаметр витка спирального упругого элемента 7 может выполняться в пределах 0,01-1 м, например, при выращивании рассады в парниках и теплицах диаметр d витка спирального винтообразного упругого элемента 7 выполняется в пределах 0,01-0,05 м, при обработке почвы под посадку саженцев деревьев диаметр d витка, в зависимости от возраста саженцев, выполняется 0,5-1 м. Толщина b₁ (или диаметр) спирального винтообразного упругого элемента 7 в зависимости от диаметра d витка может выполняться в пределах 0,001-0,34 м, а его поперечное сечение 0,00001-0,12 м². Радиусы R и R₁ соответственно перед витком и после витка выполняются в пределах от 0 до 1 м. При этом, при выращивании рассады и полевых сельскохозяйственных культур радиус R уменьшается, при использовании устройства в технологии подготовки почвы под саженцы деревьев радиус R может увеличиваться. Радиус R₁, с целью повышения надежности работы спирального винтообразного упругого элемента 7, выполняется, как правило, равным или большим размера d/2 витка. Длина участка (прямого, дугообразного или иной формы) спирального упругого элемента 7 для крепления к ступице 10 диска 11 выполняется не менее 0,6 межосевого расстояния между крепежными элементами 8 или не менее толщины Ь спирального упругого элемента 7 на участке его крепления к элементам ступицы диска 11. Расстояние от оси верхней части 2 поворотной стойки 1 до оси витка спирального упругого элемента 7 выполняется в пределах 0,03-1,8 м, соответственно горизонтальный габарит спирального винтообразного упругого элемента 7, 0,04-2,5 м, а вертикальный 0,03-2,1 м (на чертежах не показано), в зависимости от технологического назначения устройства (использование в парниках для выращивания рассады овощей, в открытом грунте для подготовки почвы под посев сельскохозяйственных культур или для саженцев деревьев разных возрастов). Причем нижние пределы указанных выше параметров стойки 1 предназначены для использования в парниках, средние - в культурах открытого грунта, а верхние - при выращивании саженцев деревьев.

Для придания интенсивных автоколебаний режущему диску 11 горизонтальное плечо от основания сборной стойки 1 до оси пассивноприводного диска 11 (на чертеже не показано) выполняется в пределах 0-0,5 м. При этом для использования на мало-каменистых почвах с размером камней не превышающим 0,05 м, указанное горизонтальное плечо выполняется близким к 0, т.е. 0-0,09 м, а на каменистых почвах с размером камней 0,02 м и более горизонтальное плечо может увеличиваться соответственно до 0,5 м.

На легких и средних почвах угол между дополнительной наружной отражающей поверхностью 15 и осью ступицы 10 диска 11 выполняется в пределах 1°-90° (дополнительная отражающая поверхность 15 может выполняться в виде двух поверхностей, например, одна из которых выполнена под углом <90°, а вторая под углом =90° или в виде одной поверхности под углом 90°) (фиг. 5), на тяжелых связных почвах, с целью улучшения дробления почвы угол а может выполняться в пределах 91°-179°.

Пассивноприводной почвообрабатывающий орган, являясь частью почвообрабатывающего агрегата, работает следующим образом.

При поступательном перемещении агрегата, за счет создаваемой резкой ударной нагрузки на почвообрабатывающий режущий диск 11 при его вращательном движении в почве и встрече с препятствием, например, камнем, воздействие ударной нагрузки на стойку 1 смягчается за счет упругих свойств, по меньшей мере, одного спирального винтообразного упругого элемента 7, и режущий диск 11 отклоняется в сторону, обратную направлению его поступательного перемещения и, вверх.

При знакопеременных, в т.ч. и ударных нагрузках на вращающийся от сцепления с почвой пассивноприводной режущий диск 11 или иной пассивноприводной рабочий орган 11, основание 14, за счет имеющихся зазоров в деталях ступицы 10 диска 11 начинает колебаться относительно наружной поверхности корпуса ступицы 10 диска 11. При этом, кольцевое отверстие 17 между корпусом ступицы 10 диска 11 и основанием 14 начинает периодически увеличиваться и уменьшаться. Это способствует захвату и попаданию внутрь ступицы 10 диска 11 абразивных почвенных частиц. Значительное уменьшение попадания абразивных почвенных частиц к подшипникам 18 и внутрь их обеспечивается третьей стадией защиты 20 подшипников 18, устанавливаемой преимущественно между специальной сальниковой манжетой 16 внутри корпуса ступицы 10 диска 11 и подшипниками 18 и/или перед шариками или роликами 19, по меньшей мере, одного подшипника 18 и выполняемая, например, из, по меньшей мере, одной защитной металлической или неметаллической, или включающей металлические и неметаллические элементы пластины 20, что в значительной степени предотвращает попадание абразивных частиц почвы на рабочие поверхности подшипников 18, в том числе и подшипников скольжения (18).

Дополнительная наружная отражающая поверхность 15 основания 14 ступицы 10 диска 11 позволяющая отводить поток почвы с абразивными частицами движущейся под действием центробежных сил и сил инерции вверх, позволяет уменьшить вероятность попадания потока движущейся почвы с абразивными частицами на дополнительную отражающую защиту 13 и внутрь ступицы 10 диска 11, чем увеличивает долговечность и надежность работы ступицы 10 и подшипников 18. При этом, выполнение дополнительной наружной отражающей поверхности 15 в виде двух поверхностей, под разными углами а к оси ступицы 10, позволяет более качественно дробить почву.

Установка второй стадии защиты 13 (дополнительной отражающей защиты 13, содержащей смазку) непосредственно у правого окончания основания 14 и отражающей поверхности 15 позволяет образовать на входе в кольцевое отверстие между основанием 14 и наружной поверхностью корпуса ступицы 10 диска 11 вязкий слой из смазки и закрепившихся в ней частиц почвы или плюс к смазке установка и сальника, пропитанного смазкой, позволяет создать дополнительное препятствие проникновению абразивных частиц почвы внутрь ступицы 10 диска 11, а, следовательно, - дополнительное препятствие разрушению ступицы 10 и подшипников 18.

Установка третьей стадии защиты 20 подшипников 18, между внутренней цилиндрической частью корпуса 21 ступицы 10 диска 11 и осью 22 основания 14 или между верхним 23 и нижним 24 кольцами или в одном из колец 23 или 24 подшипников 18, позволяет, в сравнении с двухстадийной защитой ступицы 10 и подшипников 18, в 1,5-1,6 раза увеличить срок их службы путем резкого уменьшения попадания на рабочие поверхности подшипников 18 абразивных частиц почвы.

Таким образом, использование полезной модели позволяет повысить надежность конструкции пассивноприводного почвообрабатывающего органа за счет трехстадийной защиты подшипников 18 ступицы 10 рабочего органа 11 от попадания внутрь ступицы 10 абразивных частиц почвы, приводящих к преждевременному выходу из строя подшипников 18.

1. Пассивноприводной почвообрабатывающий орган, включающий устанавливаемую на раме жестко или с возможностью поворота стойку и закрепленный на ней и выполненный с возможностью вращения от сцепления с почвой рабочий орган со ступицей, имеющей двухстадийную защиту от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы и установленный внутри ступицы, по меньшей мере, один подшипник, причем, по меньшей мере, одна из стадий защиты от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы содержит сальниковые элементы, отличающийся тем, что, по меньшей мере, между одним из подшипников и сальниковым элементом ступицы рабочего органа и/или в составе, по меньшей мере, одного подшипника ступицы рабочего органа установлена третья стадия защиты от проникновения внутрь ступицы рабочего органа абразивных частиц почвы, выполненная в виде, по меньшей мере, одной, защитной металлической или неметаллической или включающей металлические и неметаллические элементы, пластины.

2. Пассивноприводной почвообрабатывающий орган, включающий устанавливаемую на раме жестко или с возможностью поворота стойку и закрепленный на ней и выполненный с возможностью вращения от сцепления с почвой рабочий орган со ступицей, имеющей двухстадийную защиту от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы и установленный внутри ступицы, по меньшей мере, один подшипник, причем, по меньшей мере, одна из стадий защиты от проникновения внутрь ступицы абразивных частиц почвы содержит сальниковые элементы, а также, по меньшей мере, одну дополнительную наружную поверхность для отражения абразивных частиц почвы, выполненную под углом менее 180° относительно оси ступицы рабочего органа, отличающийся тем, что, по меньшей мере, между одним из подшипников и сальниковым элементом ступицы рабочего органа и/или в составе, по меньшей мере, одного подшипника ступицы рабочего органа установлена третья стадия защиты от проникновения внутрь ступицы рабочего органа абразивных частиц почвы, выполненная в виде, по меньшей мере, одной, защитной металлической или неметаллической или включающей металлические и неметаллические элементы, пластины.

РИСУНКИ