ЛЕМЕХ ЛИСКИНА Российский патент 1999 года по МПК A01B15/04 

Изобретение относится к почвообрабатывающим рабочим органам, а именно к лемехам, и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении при производстве плужных корпусов.

Известен лемех, который выполнен в виде трапециевидной полосы, имеющей полевой и бороздной обрезы на боковинах, режущую часть с лезвием и носком со стороны большего основания, последний из которых расположен со стороны полевого обреза, спинку, расположенную со стороны полосы, противолежащей ее лезвию, при этом спинка имеет торец для соответствующего торца отвальной поверхности плужного корпуса, а также крепежные отверстия, оси которых расположены между лезвием и спинкой, параллельно ориентированы торцу последней в направлении от полевого к бороздному обрезам (см. а.с. SU 1711692, A 01 B 15/04, 1989).

Эксплуатация лемехов подобного типа показала, что на легких почвах, например песчаных или супесчаных, выбраковка их ведется по максимальному износу режущей части. При эксплуатации на тяжелых почвах (суглинистых, глинистых с солончаками и каменистыми включениями) происходит выбраковка лемехов по поломкам и трещинам режущей части полосы, особенно носка, т.к. на эту часть лемеха действуют значительные напряжения изгиба, преимущественно во время заглубления лемеха. Поломки и трещины значительны и в зоне полосы лемеха, соответствующей расположению на ней крепежных отверстий, преимущественно крайнего из них по отношению к полевому обрезу, что также объясняется действующими напряжениями изгиба на консоль, выступающей относительно крепежных отверстий части полосы.

Известен также лемех, в котором для повышения эксплуатационной надежности с тыльной стороны полосы в зоне соответствующей режущей части выполнено клиновидное утолщение с ребром жесткости, параллельным торцу спинки (см. патент RU 2027331, кл. A 01 B 15/02, 1992).

Наличие утолщения уменьшает выбраковку лемехов по поломкам и трещинам режущей части. Однако в зоне носка вследствие максимальной нагрузки от давления почвенных частиц на эту часть лемеха, особенно при работе плужных корпусов на тяжелых почвах, и в зоне крепежных отверстий эксплуатационная надежность уменьшается. Объясняется это тем, что давление почвы неравномерно распределяется по длине режущей части лемеха и в направлении его крепежных отверстий, при этом интенсивность и величина нагрузок резко возрастают в зонах, соответствующих носку лемеха и его крепежному отверстию, крайнему по отношению к полевому обрезу. С учетом этого выполнение клинового утолщения с постоянными его параметрами по высоте от тыльной поверхности основания до ребра жесткости и в направлении от полевого обреза к бороздному нецелесообразно по материалозатратам.

Кроме того, в конструкциях известных лемехов торцы их спинок состыкованы с торцами отвальных поверхностей, в результате образуется зазор, который забивается почвенными частицами и растительными остатками, что ухудшает процесс взаимодействия почвенного пласта с лемешно-отвальной поверхностью плужного корпуса. Таким образом, известные лемеха для плунжных корпусов имеют низкую эксплуатационную надежность, особенно на тяжелых по физико-механическому составу почвах.

По совокупности конструктивных признаков и их взаимосвязи известное техническое решение по патенту RU 2027331 наиболее близко к заявляемому и выбрано в качестве его прототипа.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, касается повышения эксплуатационной надежности лемеха для плужного корпуса путем увеличения его прочностных параметров в наиболее нагружаемых зонах основания лемеха (носок, крепежные отверстия).

Поставленная техническая задача решается следующим образом:
в лемехе, который выполнен в виде трапециевидной полосы, имеющей полевой и бороздной обрезы на боковинах, режущую часть с лезвием и носком со стороны большего основания, последний из которых расположен со стороны полевого обреза, спинку, расположенную со стороны полосы, противолежащей ее лезвию, при этом спинка имеет торец для соответствующего торца отвальной поверхности плужного корпуса, а также крепежные отверстия, оси которых расположены между лезвием и спинкой, параллельно ориентированы торцу последней в направлении от полевого к бороздному обрезам, при этом с тыльной стороны полосы в зоне соответствующей режущей части выполнено клиновидное утолщение с ребром жесткости, ориентированным в направлении обрезов лемехов, согласно изобретению полоса с тыльной стороны спинки выполнена с примыкающим к ее торцу буртиком, высота которого уменьшается от полевого обреза к бороздному, при этом высота буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза, превышает высоту буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от бороздного обреза, в 1,4...1,7 раза, причем лицевая поверхность буртика совмещена с соответствующей поверхностью полосы.

Согласно изобретению клиновидное утолщение в зоне его ребра жесткости имеет уменьшающуюся от полевого обреза к бороздному высоту, при этом названный параметр в зоне пересечения ребра жесткости с бороздным обрезом составляет 0...5 мм.

При реализации изобретения повышаются прочностные характеристики лемеха в наиболее нагруженных его зонах соответственно у носка и у крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза. Приведенный анализ известных технических решений показал, что изобретение существенно отличается от известного уровня техники и соответствует критериям: новизна, технический уровень и промышленная применимость, что и подтверждается нижеприведенным описанием.

Изобретение поясняется чертежами, где на
фиг. 1 показан общий вид лемеха с тыльной его стороны;
фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид А;
фиг. 3 - то же, что на фиг. 1, вид Б.

Лемех Лискина выполнен в виде трапециевидной полосы 1, имеющей полевой 2 и бороздной 3 обрезы на боковинах, режущую часть с лезвием 4 и носком 5 со стороны большего основания. Носок 5 расположен со стороны полевого обреза 2. Полоса 1 со стороны, противолежащей ее лезвию, имеет спинку 6, торец 7 которой предназначен для взаимодействия с соответствующим торцом отвальной поверхности 8 плужного корпуса. На спинке 6 имеются крепежные отверстия 9 под соответствующие отверстия башмака плужного корпуса (не показаны). Оси отверстий 9 расположены между лезвием и спинкой, параллельно ориентированы торцу 7 в направлении от полевого к бороздному обрезам. С тыльной стороны полосы 1 в зоне соответствующей режущей части выполнено клиновидное утолщение 10 с ребром жесткости 11, ориентированным в направлении обрезов лемехов. Полоса 1 с тыльной стороны спинки выполнена с примыкающим к ее торцу 7 буртиком 12, высота которого уменьшается от полевого обреза к бороздному. При этом высота "h" буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза 2, превышает высоту "h₁" буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от бороздного обреза 3, в 1,4. . .1,7 раза. Лицевая поверхность 13 буртика 12 совмещена с соответствующей поверхностью полосы 1.

Клиновидное утолщение 10 в зоне его ребра жесткости 11 имеет уменьшающуюся от полевого обреза к бороздному высоту "L", при этом названный параметр в зоне пересечения ребра жесткости с бороздным обрезом имеет минимальное значение, приближающееся к нулю, и составляет не более 0...5 мм.

Торец буртика 12 скошен и образует с лицевой поверхностью отвала 8 тупой угол "β" для улучшения схода почвенного пласта с поверхности полосы 1. Полоса 1 крепится к башмаку - стойке (не показано) плужного корпуса посредством крепежных элементов, размещаемых в отверстиях 9, при этом полоса 1 торцом 7 спинки 6 прилегает к соответствующему торцу отвала 8, а образующийся в зоне их стыка зазор перекрывается по своей длине буртиком 12. Наличие буртика 12 препятствует попаданию в указанный зазор почвенно-растительной массы, что улучшает надежность оборота и крошения почвенного пласта при перемещении его по лемешно-отвальной поверхности.

Процесс взаимодействия лемеха с почвой традиционен:
при работе плужного корпуса лемех заглубляется в почву, происходит отрезание пласта почвы его лезвием и формирование пласта по его полевому и бороздному обрезам и последующее перемещение сформированного пласта почвы по лицевой поверхности полосы 1 и соответствующей поверхности отвала 8, осуществляющего оборот и крошение указанного почвенного пласта. В процессе заглубления лемеха в почву на носок его и лицевую поверхность полосы 1 действуют переменные силовые нагрузки, максимальные значения которых имеют место в зоне носка 5 и на лицевой поверхности полосы 1 со стороны ее полевого обреза. Возникающие в результате силовых нагрузок напряжения деформации полосы 1 постепенно уменьшаются от полевого обреза к бороздному.

Благодаря наличию буртика 12, лицевая поверхность которого совмещена с лицевой поверхностью полосы 1, тыльная его поверхность прилегает к лицевой поверхности отвала 8, что увеличивает площадь опоры при креплении полосы 1 к башмаку - стойке, тем самым уменьшается консоль полосы 1, выступающей относительно крепежных отверстий 9, снижаются деформации напряжения на полосу 1, уменьшаются поломки и трещинообразование, особенно в наиболее нагруженной ее части, соответствующей крайнему относительно полевого обреза крепежному отверстию 9.

Указанные преимущества по уменьшению поломок и трещинообразования полосы 1 в зоне крепежного отверстия 9, крайнего относительно полевого обреза, обеспечены выполнением буртика 12 с увеличенной площадью его контакта с лицевой поверхностью отвала 8, что соответствует его высоте "h". Уменьшение высоты "h" от полевого обреза к бороздному до значения "h₁" соответствует характеру изменений напряжений деформаций в этом направлении.

Заданное для лемеха соотношение параметров по высоте буртика в зоне крайнего относительно полевого обреза крепежного отверстия и зоне крайнего относительно бороздного обреза крепежного отверстия является оптимальным. При соотношении h/h₁, меньшем чем 1,4, увеличиваются относительные размеры буртика по высоте на всей его длине, что приводит к увеличению материальных затрат на производство лемеха. При соотношении h/h₁, большем чем 1,7, увеличивается консоль буртика в зоне отверстия 9 со стороны полевого обреза, ухудшается примыкание буртика к лицевой поверхности отвала 8 вследствие криволинейности последней, что ухудшает технологический процесс оборота и крошения почвенного пласта. Экспериментальными исследованиями подтверждено следующее.

При работе плужных корпусов с известным лемехом (см. пат. N 2027331) на тяжелых суглинистых почвах (твердость по МПА 2,5...4) средняя наработка их на га составила 22,5 - 30,5 га/лемех при средней доле их выбраковки по поломкам 32% - 43%.

При работе плужных корпусов с лемехом Лискина, имеющим параметры буртика с соотношением его высоты по длине h/h₁, равным 1,4...1,7, и высотой утолщения, уменьшающейся от полевого обреза к бороздному с минимальным значением этой высоты, равным 0...5 мм, средняя наработка лемехов при работе на тех же почвах увеличивается на 30...50%, при этом выбраковка лемехов по поломкам уменьшается до 5...15%. Наличие клинового утолщения 10 с уменьшающейся высотой от полевого обреза к бороздному, при высоте этого утолщения в зоне последнего, равной 0...5 мм, общие материалозатраты, связанные с производством лемехов, не увеличиваются. Увеличение этих затрат при изготовлении полосы с буртиком компенсируется уменьшением затрат при формировании на лемешной полосе утолщения.

Выполнение клинового утолщения с увеличенными параметрами по высоте в зоне носка и полевого обреза полосы 1 уменьшает поломки носка.

Изобретение предназначено для использования в плужных корпусах и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении. Лемех Лискина выполнен в виде трапециевидной полосы, имеющей полевой и бороздной обрезы на боковинах, режущую часть с лезвием и носком со стороны большего основания. Носок расположен со стороны полевого обреза. Полоса со стороны полосы, противолежащей ее лезвию, имеет спинку, торец которой предназначен для взаимодействия с соответствующим торцом отвальной поверхности плужного корпуса. На спинке имеются крепежные отверстия под соответствующие отверстия башмака плужного корпуса. Оси отверстий расположены между лезвием и спинкой, параллельно ориентированы торцу в направлении от полевого к бороздному обрезу. С тыльной стороны полосы в зоне соответствующей режущей части выполнено клиновидное утолщение с ребром жесткости, ориентированным в направлении обрезов лемехов. Полоса с тыльной стороны спинки выполнена с примыкающим к ее торцу буртиком, высота которого уменьшается от полевого обреза к бороздному. При этом высота h буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза, превышает высоту h₁ буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от бороздного обреза, в 1,4 - 1,7 раза. Лицевая поверхность буртика совмещена с соответствующей поверхностью полосы. Клиновидное утолщение в зоне его ребра жесткости имеет уменьшающуюся от полевого обреза к бороздному высоту L, при этом названный параметр в зоне пересечения ребра жесткости с бороздным обрезом имеет минимальное значение, приближающееся к нулю, и составляет не более 0-5 мм. Такое конструктивное выполнение позволяет повысить прочностные характеристики лемеха в наиболее нагруженных его зонах, соответственно у носка и у крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Лемех Лискина, выполненный в виде трапециевидной полосы, имеющей полевой и бороздной обрезы на боковинах, режущую часть с лезвием и носком со стороны большего основания, последний из которых расположен со стороны полевого обреза, спинку, расположенную со стороны полосы, противолежащей ее лезвию, при этом спинка имеет торец для соответствующего торца отвальной поверхности плужного корпуса, а также крепежные отверстия, оси которых расположены между лезвием и спинкой, параллельно ориентированы торцу последней в направлении от полевого к бороздному обрезу, при этом с тыльной стороны полосы в зоне соответствующей режущей части выполнено клиновидное утолщение с ребром жесткости, ориентированным в направлении обрезов лемехов, отличающийся тем, что полоса с тыльной стороны спинки выполнена с примыкающим к ее торцу буртиком, высота которого уменьшается от полевого обреза к бороздному, при этом высота буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от полевого обреза, превышает высоту буртика в зоне крепежного отверстия, крайнего от бороздного обреза, в 1,4-1,7 раза, причем лицевая поверхность буртика совмещена с соответствующей поверхностью полосы. 2. Лемех Лискина по п.1, отличающийся тем, что клиновидное утолщение в зоне его ребра жесткости имеет уменьшающуюся от полевого обреза к бороздному высоту, при этом названный параметр в зоне пересечения ребра жесткости с бороздным обрезом составляет 0-5 мм.