дисковая батарея почвообрабатывающего орудия

Формула изобретения

Дисковая батарея почвообрабатывающего орудия, содержащая ось с насаженными на нее сферическими дисками, распорными втулками и подшипниковыми опорами, связанными с рамой посредством стоек, отличающаяся тем, что стойки выполнены в виде равноупругих пластинчатых пружин, а подшипниковые опоры – самоустанавливающими, при этом подшипниковые опоры соединены со стойками посредством шарнирных вилок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельскохозяйственной техники, а именно, к почвообрабатывающим орудиям с пассивными дисковыми рабочими органами.

Известна конструкция дисковой батареи (см. патент US 3669193, А 01 В 21/08, 23/06), в которой диски, распорные втулки и подшипниковые узлы насажены на ось и стянуты зажимной гайкой и стопорным устройством. Стойки подшипниковых узлов батареи имеют жесткую конструкцию и крепятся стремянками к поперечному брусу рамы.

При данной конструкции осевую нагрузку от взаимодействия дисков с почвой воспринимает только один из подшипников дисковой батареи.

Известна конструкция дисковых батарей борон БД-1 ОБ, БДТ-7А и др. разработки ГСКБ ПО "Сибсельмаш" (г. Новосибирск), где один из подшипниковых узлов крепится неподвижно в осевом направлении, а другой имеет возможность перемещаться с целью компенсации погрешности изготовления элементов дисковой батареи.

В данном случае, как и в вышеописанной конструкции, осевая нагрузка воспринимается только одним подшипником.

Известна дисковая батарея почвообрабатывающего орудия (см. SU 1222208, А 01 В 7/00, 1995 г.), которая крепится на раму посредством подвесок в виде рессор, каждая рессора одним концом закреплена на брусе, а другим соединена с подшипниковым узлом.

Таким образом, подшипниковая опора обходит препятствия за счет упругости рессор, а осевая нагрузка также воспринимается одной подшипниковой опорой.

Наиболее близкой конструкцией по совокупным признакам является конструкция "Дисковой батареи почвообрабатывающего орудия" (см. патент SU 1598891, А 01 В 23/06, 1988 г.), содержащая две стойки, одна из стоек подшипниковой опоры выполнена жесткой, другая - упруго напряженной навстречу выпуклым сторонам дисков, - принято за прототип.

Данная конструкция позволяет разгрузить подшипник, закрепленный на жесткой стойке на фиксированную величину, равную 1/2 среднерасчетной величины осевой нагрузки, и увеличить ресурс работы подшипников. Однако при работе почвообрабатывающего орудия в силу неоднородности почвы количественная величина осевой составляющей реакции почвы колеблется в широких пределах, а поэтому распределить такую осевую нагрузку равномерно на оба подшипника данная конструкция не позволяет; так же в дисковой батарее с тремя и более подшипниковыми опорами, при выполнении одной стойки упруго-напряженной, обеспечить равномерное распределение осевой нагрузки на все подшипниковые опоры не представляется возможным.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является неравномерность осевой нагрузки на подшипниковые опоры, а также влияние отрицательного действия изгибающих моментов, возникающих в результате упругих деформаций при взаимодействии с почвой и от погрешностей изготовления деталей дисковой батареи, на подшипниковые опоры.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создать конструкцию дисковой батареи, в которой осевую нагрузку от взаимодействия дисков с почвой распределить равномерно на подшипниковые опоры, независимо от их количества, а также исключить отрицательные нагрузки на подшипниковые опоры, возникающие в результате упругих деформаций стоек, оси батареи и технологических погрешностей изготовления и монтажа дисковой батареи.

Технический результат - создана дисковая батарея почвообрабатывающего орудия, в которой осевая составляющая от взаимодействия дисковой батареи с почвой действует на каждую подшипниковую опору, независимо от их количества, в равных долях. Исключено влияние отрицательного действия изгибающих моментов на подшипниковые опоры.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной дисковой батарее почвообрабатывающего орудия, содержащей ось с насаженными на нее сферическими дисками, распорными втулками, подшипниковыми опорами, связанными с рамой посредством стоек, имеются следующие особенности:

- стойки выполнены в виде равноупругих пластинчатых пружин, а подшипниковые опоры выполнены самоустанавливающимися, при этом подшипниковые опоры соединены со стойками посредством шарнирных вилок.

Выполнение стоек в виде равноупругих пластинчатых пружин позволяет распределить осевую нагрузку равномерно на все подшипниковые опоры, а выполнение подшипниковых опор в виде самоустанавливающихся, соединенных со стойками посредством шарнирных вилок, - исключить влияние отрицательных нагрузок на подшипниковые опоры, возникающих в результате упругих деформаций стоек, оси батареи и погрешностей при изготовлении и монтаже, за счет шарнирного соединения подшипниковой опоры с упругими стойками.

Вышесказанное поясняется следующим: в результате взаимодействия дисков с почвой в подшипниковых опорах возникают радиальная R и осевая Ro силы. Осевая составляющая Ro, направленная вдоль оси, больше суммарной радиальной составляющей подшипниковых опор (в нашем примере рассматривается дисковая батарея с тремя подшипниковыми опорами), т.е. Ro>3R. Ввиду симметричного расположения подшипниковых опор и равнораспределенной нагрузки по длине батареи, радиальная составляющая силы R, воздействующая на подшипниковые опоры, распределяется приблизительно поровну на все опоры. В предлагаемой дисковой батарее под воздействием осевой составляющей силы Ro подшипниковые опоры, закрепленные на равноупругих стойках, перемещаются в осевом направлении на некоторую величину, в результате в них возникают равные реакции Ro, Ro, Ro. При вращении в дисковой батарее под воздействием сил реакции почвы возникают упругие деформации стоек, оси батареи, что наряду с погрешностями изготовления и монтажа создает перекосы в подшипниковых опорах с возникновением дополнительных моментов сил, для исключения которых подшипниковые опоры крепятся к упругим стойкам посредством шарнирных вилок.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналог, характеризующийся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной дисковой батареи почвообрабатывающего орудия, отсутствует. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленной дисковой батареи почвообрабатывающего орудия, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленной дисковой батареи почвообрабатывающего орудия преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертежах представлено: на фиг.1 изображен фронтальный вид дисковой батареи с тремя стойками, подшипниковыми опорами и схемой сил взаимодействия батареи с почвой; на фиг.2 показан разрез подшипниковой опоры и ее крепление к стойке.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем: дисковая батарея состоит из оси 1, на которую насажены сферические диски 2, распорные втулки 3, подшипниковые опоры 4 и зафиксированы на оси 1 посредством гайки 5, при этом подшипниковые опоры 4 с помощью шарнирной вилки 6, вращающейся в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной), втулки 7 и стопорного винта 8 соединены с упругими стойками 9, причем все стойки 9 в дисковой батарее выполнены равноупругими и закреплены на раме почвообрабатывающего орудия.

Дисковая батарея почвообрабатывающего орудия работает следующим образом: при перемещении почвообрабатывающего орудия по возделываемой почве ось 1 дисковой батареи, установленная в подшипниковых опорах 4 вместе с насаженными на нее дисками 2, распорными втулками 3, стянутыми гайкой 5, вращается в подшипниковых опорах 4, последние закреплены в шарнирных вилках 6, которые в свою очередь шарнирно присоединены к стойке 9 через втулку 7 и удерживаются в ней винтами 8. В результате взаимодействия дисков 2 с почвой в подшипниковых опорах 4 возникают радиальная R и осевая Ro сила. Осевая составляющая Ro действует вдоль оси 1, а радиальная R перпендикулярно ей. Под воздействием осевой составляющей Ro, за счет равноупругих стоек 9, ось 1 с насаженными на нее дисками 2, распорными втулками 3 и подшипниковыми опорами 4 перемещается на некоторую величину (порядка 3-5 мм), в результате на подшипниковых опорах 4 возникают реакции Ro, Ro, Ro от упругих стоек 9, которые, в силу одинаковой жесткости стоек 9 и равного перемещения подшипниковых опор 4, по величине равны между собой, но направлены противоположно Ro и в сумме равны ей, т. е. Ro+Ro+Ro=Ro. При вращении дисковой батареи в подшипниковых опорах 4 под воздействием реакции почвы возникают упругие деформации оси 1 батареи и упругих стоек 9, при этом подшипниковые опоры 4 за счет шарнирных вилок 5 совершают вращательно-колебательные движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, исключая появление перекосов в подшипниковых опорах, что устраняет возникновение изгибающих моментов сил и в результате повышает ресурс работы подшипников.

Такими образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- дисковая батарея почвообрабатывающего орудия, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, предназначена для использования в сельском хозяйстве для обработки почвы;

- для заявленной дисковой батареи, в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- дисковая батарея, воплощающая заявленное изобретение, при его осуществлении способна обеспечить повышение ресурса подшипников в одноименных опорах в 5-6 раз.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".