ЛЕМЕХ Российский патент 1995 года по МПК A01B15/02 B21H7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при производстве лемехов для плужных корпусов.

Известны лемехи, конфигурация которых имеет трапецеидальную или долотообразную форму. Лемех содержит основание корпус со спинкой и режущую часть с носком и лезвием, при этом общая длина лезвия ограничена полевым и бороздным обрезами лемеха. В зависимости от конфигурации лемеха режущая часть может иметь прямолинейную форму по всей длине или долотообразную форму на носке, выступающую относительно прямолинейного лезвия. При прямолинейной форме по всей длине лезвие может быть выполнено параллельно спинке основания лемеха или располагаться под острым углом к ней с вершиной угла со стороны бороздного обреза лемеха.

Эксплуатация лемехов показала, что вследствие различных удельных давлений почвенной среды на рабочую поверхность лемеха имеет место неравномерный по интенсивности нарастания износ, который снижается в следующем порядке основных зон износа: носовая часть, режущая часть, средняя часть и пятка. При известном характере износа лезвие с прямолинейной формой у носка затупляется интенсивнее остальной режущей части, вследствие чего ухудшается заглубляющая способность лемеха, уменьшается ширина захвата, увеличивается тяговое сопротивление. В целом нарушается технологический процесс вспашки. Аналогичные недостатки будут иметь место и для лемехов, прямолинейное лезвие и спинка которых расположены под острым углом с вершиной со стороны бороздного обреза, из-за отсутствия данных по функциональным зависимостям геометрических параметров лемеха.

С учетом отмеченных обстоятельств долотообразная форма лемеха предпочтительнее, так как выступающая перед прямолинейным лезвием долотообразная носовая часть в процессе резания первой внедряется в почву, обеспечивая заглубление лемеха и устойчивость хода в целом. Однако в результате исследований установлено, что высокие давления, реализуемые в зоне повышенного силового контакта лезвия носовой части с почвой, вызывают опережающее изнашивание лезвия в носовой части по отношению к прямолинейному лезвию остальной режущей части. В результате нарушается исходная долотообразная форма лемеха, что в сочетании с затуплением лезвия по всей длине режущей части приводит к снижению заглубляющей способности лемеха и преждевременной его выбраковке. Вместе с тем выполнение лемеха по исходной долотообразной конфигурации технологически усложнено, так как для изготовления подобного типа лемехов, предпочтительно применяют лемешные стали периодического проката.

Цель изобретения повышение эксплуатационной надежности лемеха и долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что в плужном лемехе, содержащем основание со спинкой, режущую часть с носком и прямолинейным лезвием, расположенным под острым углом к спинке, и длиной лезвия режущей части, ограниченной полевым и бороздным обрезами, острый угол между спинкой основания и прямолинейным лезвием режущей части соответствуют значениям γ 1,5.4,0^о, причем наименьшее значение указанного острого угла соответствует наименьшему значению длины лезвия.

При научно-техническом анализе заполняемого решения с учетом известного уровня техники установлено, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники, при этом признаки изложенного заявляемого решения взаимосвязаны и находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом по повышению эксплуатационного ресурса лемеха, и являются необходимыми и достаточными для его получения.

Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 и 2 показан общий вид предлагаемого лемеха соответственно со сторон рабочей и нерабочей поверхностей; на фиг. 3 и 4 вид по стрелке А на фиг. 1, варианты; на фиг. 5 и 6 разрез Б-Б на фиг. 2, варианты.

Лемех содержит режущую часть 1 с прямолинейным лезвием 2, носком 3 и, например, утолщением 4 со стороны нерабочей поверхности 5 режущей части 1, при этом утолщение 4 выполнено сплошным по всей длине режущей части и имеет ребро 6 жесткости. К режущей части 1 примыкает основание 7 со спинкой 8. Ребро 6 жесткости выполнено параллельным спинке 8 лемеха. Лемех имеет бороздной 9 и полевой 10 обрезы. Спинка 8 и лезвие 2 лемеха расположены под острым углом γ друг к другу с вершиной угла γ со стороны бороздного обреза 9. Расположенные под острым углом спинка 8 и лезвие 2 образуют наружный контур лемеха, при котором пятка 11 расположена выше носка 3 на величину h. При наличии указанного перепада между уровнями пятки 11 и носка 3 последний выступает относительно горизонтальной линии I-I, проходящей через пятку 11 лемеха и параллельной его спинки 8 при сопряжении последней с нижней кромкой отвальной поверхности плужного корпуса. При экспериментальных исследованиях установлено, что выступающий вперед носок увеличивает заглубляющую способность лемеха, при этом чем больше величина h, тем выше заглубляющая способность лемеха, однако увеличение указанного перепада h только за счет увеличения длины L лезвия 2 лемеха является недостаточным для обеспечения необходимой зуглубляющей способности лемеха, так как одновременно с L увеличивается площадь опоры лезвия на дно борозды и соответственно возрастают вертикальные составляющие сил реакции почвы, препятствующие проникновению в нее лезвия. Установлено, что длина L лезвия и величина острого угла γ между лезвием 2 и спинкой 8 лемеха взаимосвязаны между собой зависимостью γ f(L), при этом установлено, что значения γ 1,5-4,0^о, при L500-630 мм.

Указанные значения угла γ установлены экспериментально (см. табл. 1) в зависимости от длины L. Исследования проводились с учетом заданности технических параметров стандартных лемехов по их длине (L) лезвия для плугов общего назначения. По известной информации длина лезвия плунжерного лемеха 500-630 мм.

При экспериментальной оценке параметров γ и L, где γ угол между спинкой и лезвием лемеха (или угол наклона лезвия к горизонтальной линии I-I, проходящей через пятку лемеха) получены результаты по оптимальным техническим характеристикам плунжерных лемехов: по ресурсу, например, при вспашке наиболее распространенных суглинистых почв; по заглубляющей способности; по тяговому сопротивлению.

В таблице приведены сведения по лемехам, выполненным в соответствии с примерами 1-9, а также по использованию плужных лемехов, наружный контур которых имеет трапецеидальную форму с прямолинейным лезвием (примеры 10 и 11) и лемехов с долотообразной формой носка.

Как следует из таблицы, указанные значения γ 1,5-4,0^о являются оптимальными, так как обеспечивают повышенный ресурс работы лемеха, высокую заглубляющую способность, при этом наименьшее значение острого угла γ между спинкой и лезвием лемеха соответствует наименьшему значению длины его лезвия (примеры 4-6). Увеличение значений γ свыше 4-7^о приводит к резкому снижению ресурса лемеха, повышению тягового сопротивления, увеличению расхода топлива (примеры 7-9). Уменьшение значения γ снижает заглубляющую способность лемеха (примеры 1-3). Лемех имеет также крепежные отверстия.

Лемех посредством крепежных отверстий устанавливается на стойку-башмак плужного корпуса, при этом линия спинки стыкуется с нижней кромкой отвальной поверхности.

Процесс резания предлагаемым плужным лемехом осуществляется следующим образом: первым внедряется в почвенную массу носок 3, обеспечивающий заглубление лемеха. При наклоне лезвия к поверхности почвы (или горизонтальной линии I-I) в носовой части создаются высокие удельные давления на почвенный слой, что способствует снижению тягового усилия затрачиваемого на разрушение пласта. Прямолинейная режущая часть 1 стирает границу перехода от носка к лезвию, тем самым увеличивая площадь контакта носка с почвенными частицами, а это, в свою очередь, приводит к снижению удельных нагрузок на носок 3 и соответственно уменьшению его интенсивности изнашивания. Ребро 6 жесткости утолщения позволяет увеличить момент сопротивления лемеха в носовой части и снизить вероятность возникновения критической нагрузки, приводящей к деформации и поломке лемеха. Получаемые критические характеристики: по заглубляющей способности лемеха, его эксплуатационной надежности подтверждены экспериментально.

Таким образом, при установке лемеха на стойку-башмак плужного корпуса и соответствующего прилегания к нижней кромке его отвальной поверхности линии лемеха, соответствующей его спинке 8, лемех приобретают форму с выступающим вперед относительно пятки (зона пересечения бороздного обреза с лезвием) носком 3. Наличие выступающего вперед носка 3 с значениями угла γ, при которых наименьшее значение угла соответствует наименьшему значению длины лезвия повышает заглубляющую способность лемеха и увеличивает его эксплуатационную надежность.

Плужный лемех целесообразно изготавливать из непериодического проката, поверхность которого, соответствующая лицевой поверхности лемеха, может быть плоской или иметь радиус R кривизны, а тыльная поверхность выполнена, например, со сплошным утолщением. Плужный лемех изготавливают путем вырубки его контура по линиям, соответствующим лезвию 2, полевому 10 и бороздному 9 обрезам и последующей заточке лезвия 2 для придания одинаковой толщины Δ режущей кромки.

В целом за счет прямолинейности выполнения лезвия лемеха, сплошного утолщения по его длине, заявляемого соотношения параметров между длиной лезвия и величиной острого угла между лезвием и спинкой улучшаются эксплуатационные характеристики лемеха, а также упрощается его конструкция и технологический процесс изготовления, в т.ч. за счет использования непериодического профиля лемешного проката; обеспечивается универсальность использования указанных профилей при изготовлении лемехов с различными геометрическими параметрами.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в плужных лемехах. Сущность изобретения: плужной лемех содержит основание со спинкой режущую часть с носком и прямолинейное лезвие, расположенное под острым углом к спинке. Лезвия режущей части ограничено полевым и бороздным обрезами лемеха. Вершина угла расположена со стороны бороздного обреза. Острый угол между спинкой основания и лезвием соответствует значениям 1,5 4,5,° при этом наименьшее значение острого угла соответствует наименьшему значению длины лезвия. 6 ил. 1 табл.

ЛЕМЕХ, содержащий основание со спинкой, режущую часть с носком и прямолинейным лезвием, расположенным по острым углом к спинке, при этом длина лезвия режущей части ограничена полевым и бороздным обрезами лемеха, а вершина угла расположена со стороны бороздного обреза, отличающийся тем, что острый угол между спинкой и прямолинейным лезвием режущей части составляет 1,5 - 4,0^o, причем наименьшее значение острого угла соответствует наименьшему значению длины лезвия.