КУЛЬТИВАТОРНАЯ ЛАПА Российский патент 2003 года по МПК A01B35/20 A01B15/02 A01B15/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при изготовлении и ремонте культиваторных лап паровых и междурядных культиваторов.

Известна плоскорежущая лапа, у которой для повышения ресурса работы отношение толщины каждого из лемехов со стороны режущей кромки к толщине лемеха с противоположной стороны равно 1,1-1,3 [1].

Недостаток известной плоскорежущей лапы состоит в том, что такая конструкция повышает только срок службы, но никак не влияет на качество обработки почвы. Вместе с тем не происходит упрочнения рабочей поверхности лапы.

Известна плоскорежущая лапа, содержащая стойку и закрепленные на ней крылья плоскорежущих лап, у которой для повышения крошения почвы рабочие поверхности крыльев лап выполнены в виде клиньев, одна сторона которых направлена к концам крыльев лап, а другая параллельно их оси [2].

Недостаток известной плоскорежущей лапы состоит в том, что такая конструкция имеет высокую металлоемкость и ее применение возможно только для крыльев плоскорежущих лап.

Известно устройство, содержащее стойку с закрепленным в нижней части башмаком, на котором закреплены лемехи с крошащими элементами, каждый из которых выполнен с переменным углом крошения [3].

Это устройство наиболее близко к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при его изготовлении происходит ослабление конструкции, что влечет за собой снижение прочности, а вместе с тем нагрузка со стороны почвы на лемехи возрастает.

Задача изобретения - повышение качества крошения почвы культиваторной лапой с одновременным увеличением ее ресурса, получение самозатачивания.

Это достигается тем, что на режущую кромку рабочей поверхности лемеха культиваторной лапы наплавлен износостойкий материал в виде валика способом ручной электродуговой наплавки с проплавлением материала лемеха культиваторной лапы, который обеспечивает улучшение качества крошения почвы и повышение ресурса. С тыльной стороны лапы выполнена технологическая канавка, которая заплавлена тем же износостойким материалом, тем самым увеличен ресурс и получено самозатачивание лезвия. После наплавки выполнена механическая обработка для получения необходимой шероховатости и заточки режущей кромки.

Культиваторная лапа состоит из лемеха 1 (фиг.1) с режущей кромкой 2. Вдоль режущей кромки 2, сверху нее, выполнена наплавка из износостойкого материала в виде валика 3 (фиг.2), который расположен по линии наплавки 4 (фиг. 1) под углом α₁, меньшим или равным углу раствора лемеха α₂. Валик 3 наплавлен с проплавлением материала лемеха на всю глубину по линиям наплавки 4 с созданием сжимающих напряжений в процессе его охлаждения от температуры кристаллизации до нормальной температуры. С тыльной стороны режущей кромки 2 лемеха 1 выполнена технологическая канавка 6 (фиг.2), которая расположена вдоль режущей кромки 2. Отношение толщины лемеха со стороны режущей кромки h к толщине лемеха с противоположной стороны Н (фиг.2) равно 0,4-0,5. Технологическая канавка 6 (фиг.3) заплавлена износостойким материалом, который образует износостойкую поверхность. Валик 3 сообщен с технологической канавкой 6 зоной проплавления 5 (фиг.3).

Пример. Объект испытания - культиваторная лапа, изготовленная из стали Ст. 3. На лемехе культиваторной лапы с лицевой стороны производят электродуговую наплавку валика 3 (фиг.2) наплавочными электродами марки Т-590-0-НГ Г-П40 (ГОСТ 9466) с проплавлением материала лемеха по линиям наплавки 4 (фиг.1), тем самым обеспечивая увеличение прочностных характеристик в результате создания сжимающих напряжений. Сжимающие напряжения создают при охлаждении от температуры кристаллизации до нормальной температуры. В процессе наплавки при сильном нагреве детали наплавляемый материал ввиду его большей плотности проникает вглубь материала лемеха культиваторной лапы и проплавляет его насквозь в зонах проплавления 5 (фиг.2). Для предотвращения зависания сорняков на лапе во время работы угол расположения линии наплавки α₁ принимают меньше или равным углу раствора лемеха лапы α₂ (фиг.1).

Пусть режущая кромка перемещается из положения АВ (фиг.3) в положение A₁B₁. При этом оно пройдет путь L. Сорняк, находившийся в точке А, будет перемещаться по направлению равнодействующей R, отклоненной от нормали N на угол ϕ трения сорняка по режущей кромке, при соблюдении условия скольжения стеблей и корней растений по режущей кромке γ<π/2-ϕ [4]. Сорняк сойдет с режущей кромки в точке B₁.

Тогда имеем L=h₁+h₂ или L = b[ctgγ+tg(γ+ϕ)]. При равномерном распределении растений по площади поля получим, что число корней, которые обволакивают режущую кромку, когда оно перемещается из положения АВ в положение A₁B₁, будет пропорционально площади треугольника AB₁B. Существует угол γ, при котором вероятность обволакивания режущей кромки сорняками наименьшая. Он находится в пределах 25-35 градусов. Величина выступания валика над рабочей поверхностью до 5 мм. Такая величина выступания обеспечивает увеличение угла крошения приблизительно на десять градусов.

Затем с тыльной стороны режущей кромки лемеха выполняют технологическую канавку таким образом, чтобы отношение толщины лемеха со стороны режущей кромки h (фиг.2) к толщине лемеха с противоположной стороны Н (фиг.2) было равно 0,4-0,5. После этого производят ее заплавление электродами той же марки, получая при этом износостойкий слой 6 (фиг.2), образующий износостойкую поверхность, которая обеспечивает самозатачивание лезвия и увеличение ресурса лапы. После наплавки выполняют механическую обработку наплавленных поверхностей для получения необходимой шероховатости, а также производят заточку режущей кромки.

Перед наплавкой с поверхности лемеха удаляют продукты коррозии. Наплавку производят электродами диаметром 4 мм при постоянном токе (I=200 А) обратной полярности. Горение дуги устойчивое, без затухания. Наплавляемый слой гладкий, без пор, раковин и следов разбрызгивания. Растекание и адгезия наплавленного слоя с основным материалом хорошие. Отслаивания и непровара нет. После наплавки охлаждение проводят на воздухе. При охлаждении наплавленного слоя образуется незначительное количество термических усадочных трещин (приблизительно 1 на 100 мм наплавленной поверхности).

Микротвердость наплавленного материала составила 930 кг/мм², а основного металла 197 кг/мм². Микротвердость определяют с помощью микротвердомера ПМТ-3 при нагрузке 100 г на микрошлифе образца, вырезанного из наплавленной детали. Таким образом, износостойкость, а следовательно, и ресурс лапы возрастают в 4-6 раз. Повышение тягового сопротивления орудия из-за выступания над рабочей поверхностью лапы наплавленных валиков не происходит, так как коэффициент трения, как показали испытания на машине трения СМТ-1, в паре с наплавленными образцами снижается на 9-15% в сравнении с базовым вариантом. Наплавку возможно выполнять как на ремонтно-технических предприятиях, так и в центральных ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий. Качество крошения почвы выше в среднем на 15%. Результаты испытания на прочность приведены в таблице.

Источники информации
1. А.с. SU 1210681 А, А 01 В 35/20.

2. А.с. SU 1024024 А, А 01 В 35/20.

3. А.с. SU 1773307 Al, A 01 В 35/20.

4. Кленин Н. И. и др. Сельскохозяйственные машины (элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы). Учеб. пособие для фактов механизации сел. хоз-ва, - М.: Колос, 1970, с.33.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы. Культиваторная лапа состоит из лемеха с режущей кромкой. Лезвие кромки имеет наплавку из износостойкого материала. На рабочую поверхность лап наплавлен валик с проплавлением основного металла по линиям наплавки. С тыльной стороны режущей кромки лемеха выполнена технологическая канавка, заплавленная износостойким сплавом. Валик наплавлен по линиям направки, которые располагают под углом, меньшим или равным уголу раствора лемеха лапы. Использование изобретения позволит повысить качество крошения почвы культиваторной лапой с одновременным увеличением ее ресурса. 3 ил., 1 табл.

Культиваторная лапа, состоящая из лемеха с режущей кромкой, лезвие которой имеет наплавку из износостойкого материала, отличающаяся тем, что наплавка выполнена в виде валика, расположенного вдоль режущей кромки лемеха с углом раствора, меньшим или равным углу раствора лемеха, при этом валик наплавлен с проплавлением материала лемеха на всю глубину по линиям наплавки с созданием сжимающих напряжений в процессе его охлаждения от температуры кристаллизации до нормальной температуры, а с тыльной стороны режущей кромки выполнена технологическая канавка таким образом, что отношение толщины лемеха со стороны режущей кромки h к толщине лемеха с противоположной стороны Н равно 0,4-0,5, кроме того, валик сообщен с технологической канавкой зоной проплавления.