РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01B15/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам почвообрабатывающих орудий, работающих в режиме автоколебаний, и может быть использовано для увеличения срока службы рабочего органа путем повышения надежности стабильного колебательного процесса и самозатачивающегося лезвия лемеха.

Рабочие органы почвообрабатывающих орудий работают в тяжелых условиях абразивного износа и ударных нагрузок. Конструкция их во всем мире практически не меняется с 1819 г., когда впервые была предложена сменяемость рабочих частей (лемех, отвал) рабочего органа.

Несмотря на обилие предложенных вибрирующих рабочих органов (авт. св. N 250564; N 398184; N 432873; N 453147 и т.д.) в СНГ, ни один завод не выпускает почвообрабатывающие орудия вибрационного типа, а вибрационные орудия для вспашки почвы не выпускаются во всем мире. Основная причина заключается в конструктивной ненадежности рабочих органов, работающих в режиме колебаний.

Известен рабочий орган почвообрабатывающей машины (авт. св. СССР N 387636, кл. A 01 B 16/02), работающий в режиме автоколебаний, состоящий из стойки, на которой при помощи шарнира закреплено режущее лезвие, большее плечо которого подпружинено упругим элементом. Эта колебательная система ненадежна, так как усилия, возникающие в упругом элементе, направлены в ту же сторону, что и усилия, возникающие при срезе пласта почвы, которые в сумме значительно больше, чем усилия, возникающие от движения пласта, перемещающегося по отвальной поверхности, и направленные в противоположную сторону. Момент по часовой стрелке будет больше момента против часовой стрелки даже несмотря на то, что это плечо будет больше. В результате режущее лезвие будет прижато к ограничителю и автоколебаний вообще не будет. Конструкция рабочего органа также усложнена вводом специальных деталей для возбуждения автоколебаний.

Известен рабочий орган почвообрабатывающего орудия, работающий в режиме автоколебаний, включающий стойку, лемешно-отвальную поверхность, с тыльной стороны которой размещен упругий элемент в виде пружины кручения, один из концов которой жестко соединен с лемехом посредством износостойкого материала и размещен над стойкой, а второй свободно размещен межу стойкой и отвальной поверхностью.

Лемешно-отвальная поверхность, жестко соединенная с пружинами, образует колебательную систему типа камертона одна из ветвей которого (одновитковая пружина кручения) закреплена стержнем через отверстия на стойке. Ветви в процессе срезания пласта и перемещения его по отвальной поверхности передают колебания друг другу.

Кроме того, крепления концов пружин с лезвием лемеха должно усиливать лезвие (ребра жесткости), как в известном пружинном лемехе (авт. св. N 1089772, кл. A 01 B 15/04), в котором самозатачивание лезвия лемеха из однородного по сечению материала достигается за счет выполнения на тыльной стороне углублений (ребра жесткости).

Выполнение в прототипе лемешно-отвальной поверхности в виде пластины, а гибкого элемента в виде пружин кручения, и способ крепления гибкого элемента к стойке не создают условий для получения устойчивой колебательной системы. Жесткость пластины гораздо больше жесткости пружин. Поэтому лемешно-отвальная поверхность при колебаниях будет полностью подавлять пружины и никакого воздействия на лемешно-отвальную поверхность не будет. Крепление колебательной системы к стойке при помощи стержня не обеспечивает жесткость и может разбалтываться в процессе работы, что не допустимо для колебательного процесса.

Кроме того, крепление конца пружин с лезвием лемеха посредством износостойкого материала ненадежно и снижает стойкость лезвия из-за возможных прожогов или непроплавления износостойкого материала.

Целью изобретения является повышение срока службы рабочего органа почвообрабатывающего орудия, работающего в режиме автоколебаний, путем повышения надежности стабильного колебательного процесса и обеспечения самозатачивания лезвия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном рабочем органе упругий элемент, размещенный с тыльной стороны лемешноотвальной поверхности, выполнен в виде пластины с отверстиями для крепления к стойке, имеющими с тыльной стороны коническую отбортовку, а жестко соединенная с лемехом сторона имеет форму гребенки. Кроме того, крепежные отверстия стойки с лицевой стороны имеют конический потай.

Выполнение упругого элемента в виде пластины позволит создать стойкую колебательную систему, так как обе ветви будут изготавливаться из одного материала и сортамента. Обеспечению возникновения устойчивых авто- и вынужденных колебаний системы в процессе пахоты благоприятствует и жесткое закрепление пластины на стойке рабочего органа, которое обеспечивается контактом конической отбортовки и потая крепежных отверстий, стягиваемых резьбовым соединением.

Для обеспечения необходимого зазора между пластиной и стойкой больший диаметр отбортовки отверстия в пластине сделан больше большего диаметра конического потая отверстия в стойке.

Благодаря этим изменениям интенсифицируется процесс крошения почвы путем повышения стабильности колебательного процесса и возможности изменения его параметров в зависимости от состояния почвы и скорости движения рабочего органа на более рациональный режим работы.

Выполнение на пластине гребенки в месте жесткого соединения с лемехом позволяет усилить режущий слой лезвия лемеха и создать на лезвии участки, содержащие только режущий слой в области впадин. Выступы гребенки в процессе работы интенсивно изнашиваются с трех сторон и приобретают стабилизированную заостренную форму до полного износа лезвия. Этим выполняются основные условия, ведущие к самозатачиванию лезвия без снижения его прочности.

На фиг. 1 показан рабочий орган почвообрабатывающего орудия, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Рабочий орган почвообрабатывающего орудия состоит из стойки 1 и лемешно-отвальной поверхности 2. С тыльной стороны последней установлена пластина 3, один конец 10 которой жестко соединен с лемехом 11 при помощи заклепок 9 и свободно размещен над стойкой 1, а другой конец 12 свободно размещен между стойкой 1 и отвальной поверхностью 4. Конец 10 пластины 3 выполнен в форме гребенки 14. Пластина 3 закреплена на стойке 1 посредством резьбового соединения, содержащего гайку 5, болт 8, шайбы 6 и 7. Крепежные отверстия 15 в пластине 3 имеют с тыльной стороны коническую отбортовку 13, которая контактирует в собранном виде с коническим потаем 17 с лицевой стороны отверстий 16 в стойке 1.

В процессе срезания пласта почвы неравномерные силы резания создают через лемех 11 на конце 10 пластины 3 автоколебания, которые передаются на отвальную поверхность 4, вызывая ее вынужденные колебания. При дальнейшем движении пласта почвы по отвальной поверхности 4 возникающие на ней автоколебания воздействуют на конец 10 пластины 3, вызывая его вынужденные колебания. При этом с увеличением плотности почвы и скорости движения частота колебаний увеличивается, а амплитуда уменьшается, т.е. происходит автоматическая настройка на более рациональный режим.

Выступы гребенки 14 пластины 3 в процессе пахоты усиливают лезвие лемеха 10 и, интенсивно изнашиваясь с трех сторон, приобретают стабилизированную заостренную форму, чем обеспечивают самозатачивание лезвия лемеха.

Предлагаемый рабочий орган, работающий в режиме автоколебаний, разработан на базе рабочих органов почвообрабатывающих орудий, серийно выпускаемых во всем мире, и содержит также стойку и закрепленную на ней сменную часть (лемех и отвал или просто лемех), выполненную в виде камертона.

По простоте конструкции и надежности предлагаемый рабочий орган не уступает серийно выпускаемым, а по креплению сменной части к корпусу и качеству лемешно-отвальной поверхности даже превосходит.

Выпуск предлагаемых рабочих органов почвообрабатывающих орудий, работающих в режиме автоколебаний, можно осуществить без капитальной перестройки существующих производств, выпускающих почвообрабатывающие орудия.

Изобретение может быть использовано в почвообрабатывающих орудиях вибрационного типа. Выполнение упругого элемента в виде пластины создает устойчивую колебательную систему. Жесткое крепление пластины на стойке посредством конического соединения и болта с резьбой обеспечивает возникновение стабильных колебаний лемешно-отвальной поверхности в процессе пахоты. 2 ил.

Рабочий орган почвообрабатывающего орудия, включающий стойку, лемешно-отвальную поверхность, с тыльной стороны которой размещен упругий элемент, соединенный со стойкой, один конец которого жестко соединен с лемехом лемешно-отвальной поверхности и свободно размещен над стойкой, а второй свободно размещен между стойкой и отвальной поверхностью, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде пластины с отверстиями для крепления к стойке, имеющими с тыльной стороны коническую отбортовку, конец которой, жестко соединенный с лемехом, выполнен в форме гребенки, а крепежные отверстия в стойке с лицевой стороны имеют конический потай.