Способ упрочнения наплавкой почвообрабатывающих ножей Российский патент 2021 года по МПК B23K9/04 B23P6/00 A01B15/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим машинам, и может быть использовано при изготовлении и восстановлении плужных лемехов, культиваторных лап и плоскорезных ножей, подвергающихся абразивному изнашиванию.

Известен способ упрочнения плужных лемехов и других подобных деталей путем сплошной наплавки на их рабочую поверхность сплава (сормайта) большей твердости, чем основной металл изготовленных деталей. Это позволяет существенно повысить их износостойкость [Сидоров С.А. Повышение ресурса почворежущих органов наплавочными сплавами / Сидоров С.Α., Сидоров А.И. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - №9. - С.20-22].

Известный способ имеет следующие недостатки: эффект самозатачивания лезвий проявляется только на некоторых типах почв средней влажности, а на твердых, каменистых почвах и почвах повышенной влажности лезвия затупляются, а наплавленный слой из-за его хрупкости выкрашивается, что приводит к ускоренному изнашиванию почворежущих деталей, повышению тягового сопротивления орудий и непроизводительному расходу твердого сплава. Процесс сплошной наплавки трудоемок и связан с большим расходом наплавочного материала. Кроме того, сплошная наплавка не позволяет получать зубчатую форму лезвий рабочих органов в процессе их эксплуатации, что приводит к увеличенному тяговому сопротивлению.

Известен способ получения износостойких лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий [А.с. СССР №461721, кл. А01В 15/04 - Заявл. 25.02.64; опубл. 28.02.75, Бюл. №8], предусматривающий расположение более твердого металла на гладкой поверхности лезвий прерывисто и параллельно режущей кромке с последующим ограничением зоны наплавки. Известный способ позволяет повысить износостойкость деталей, улучшить самозатачивание и получать волнистую форму лезвий при их изнашивании.

Отсутствие в известном способе обоснованного выбора параметров ограничения и формы зоны наплавки, сочетающей различные ее виды, не обеспечивает получение в процессе эксплуатации зубчатых лезвий с оптимальными параметрами его выступов и впадин для снижения сопротивления при обработке почвы.

В качестве прототипа принят способ упрочнения почвообрабатывающих ножей [А.с. СССР №1220150, кл. А01В 15/04, B23K 9/04. - Заявл. 22.07.83; опубл. 30.12.86, Бюл. №48], предусматривающий формирование на поверхности детали углублений с последующим заполнением их твердым сплавом методом электродуговой наплавки. Использование известного способа позволяет повысить износостойкость деталей, улучшить самозатачивание их лезвий и снизить затраты на их упрочнение по сравнению со сплошной наплавкой.

Однако данный способ не позволяет получать в процессе эксплуатации рабочих органов зубчатую форму их лезвий с заданными параметрами, обеспечивающими снижение сопротивления при обработке почвы, что является его существенным недостатком.

В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача создания более эффективного способа упрочнения наплавкой почвообрабатывающих ножей с достижением технического результата - повышения износостойкости почвообрабатывающих ножей за счет обеспечения при их эксплуатации эффекта самозатачивания лезвий с образованием их зубчатой формы, способствующей снижению сопротивления при обработке почвы.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе упрочнения наплавкой почвообрабатывающих ножей прерывистая наплавка выполняется с верхней и нижней сторон лезвия в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметров d₁ и d₂ соответственно, причем d₁<d₂, с шагом s=(4,1…4,3)d₁, со смещением в продольном направлении центров нижней наплавки относительно верхней в сторону движения ножа на величину а, обратно пропорциональную толщине с основы ножа.

Новые существенные признаки:

1. Прерывистая наплавка выполняется с верхней и нижней сторон лезвия ножа в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметров d₁ и d₂ соответственно, причем d₁<d₂, с шагом s=(4,1…4,3)d₁.

2. Центры тел линзовидной формы нижней наплавки смещены в продольном направлении относительно верхней наплавки в сторону движения ножа на величину а, обратно пропорциональную толщине с основы ножа.

Перечисленные новые существенные признаки, в совокупности с известными, позволяют получить технический результат, достигаемый использованием изобретения.

Изобретение иллюстрировано чертежами (фиг.1, фиг.2).

На фиг.1 изображена схема упрочнения наплавкой почвообрабатывающего ножа согласно предлагаемому способу с обозначением необходимых параметров: 1 - основа ножа, 2 - лезвие ножа, 3 - верхняя прерывистая наплавка, 4 - нижняя прерывистая наплавка, 5 - центры тел линзовидной формы, а - величина смещения нижней наплавки относительно верхней наплавки, с - толщина ножа, s - шаг наплавки, ν - направление движения.

На фиг.2 изображено сечение Б-Б фиг.1.

Предлагаемый способ упрочнения наплавкой почвообрабатывающих ножей осуществляется в такой последовательности. Предварительно размечают верхнюю и нижнюю поверхности ножа в соответствии с фиг.1.

По разметке выполняют электродуговую наплавку 3 износостойкого сплава прерывисто на верхнюю поверхность лезвия 2 ножа в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметров d₁ с шагом s=(4,1…4,3)d₁ (фиг.1, 2). Затем выполняют электродуговую наплавку 4 износостойкого сплава прерывисто на нижнюю поверхность лезвия 2 ножа в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметров d₂ со смещением их центров 5 в продольном направлении относительно верхней наплавки 3 в сторону движения ν ножа на величину а, обратно пропорциональную толщине с основы 1 ножа. Расход наплавочного материала при таком соотношении в прерывистой наплавке меньше, чем при сплошном его нанесении на поверхность ножа.

Электродуговая наплавка износостойкого сплава, согласно предлагаемому в изобретения способу, может осуществляться как вручную, так и механизировано.

В процессе эксплуатации почвообрабатывающих ножей, упрочненных предложенным способом электродуговой наплавки с указанными выше соотношениями параметров а, с, d₁, d₂, s, за счет изнашивания в почве их лезвия 2 приобретают зубчатую форму с выступами на наплавленных телах 3, 4 линзовидной формы и впадинами между ними.

При взаимодействии таких зубчатых лезвий с почвой контактное давление концентрируется на упрочненных выступах, способствуя эффективному скалыванию почвы, одновременно происходит ее скольжение во впадинах между зубьями с минимальным сопротивлением. В результате перераспределения контактного давления и скольжения почвы вдоль лезвия 2 происходит самозатачивание его режущей кромки. Скалывание почвы выступами лезвия с ее скольжением и эффектом самозатачивания режущей кромки в совокупности приводят к существенному снижению сопротивления при обработке почвы, и, благодаря этому, уменьшается износ и увеличивается долговечность почвообрабатывающих ножей. Таким образом, достигается технический результат заявленного изобретения.

Изобретение относится к почвообрабатывающим машинам и может быть использовано при изготовлении и восстановлении плужных лемехов, культиваторных лап и плоскорезных ножей, подвергающихся абразивному изнашиванию. Прерывистую наплавку выполняют с верхней и нижней сторон лезвия в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметром d₁ и d₂ соответственно, с шагом s=(4,1…4,3)d₁, причем d₁<d₂. Наплавку выполняют со смещением в продольном направлении центров нижней наплавки относительно верхней в сторону движения ножа на величину а, обратно пропорциональную толщине с основы ножа. Достигаемый технический результат заключается в повышении износостойкости почвообрабатывающих ножей и обеспечении при их эксплуатации эффекта самозатачивания лезвий за счет образования их зубчатой формы, способствующей снижению сопротивления при обработке почвы. 2 ил.

Способ упрочнения наплавкой почвообрабатывающих ножей, включающий электродуговую наплавку на поверхности ножа твердосплавного материала прерывистым способом, отличающийся тем, что прерывистую наплавку выполняют на верхней и нижней поверхностях лезвия в виде вплавленных в материал ножа тел линзовидной формы диаметрами d₁ и d₂ соответственно, причем d₁<d₂, шаг между центрами вплавленных линзовидных тел s=(4,1…4,3)d₁, центры наплавки на нижней поверхности смещены в продольном направлении относительно центров верхней наплавки в сторону движения ножа на величину, обратно пропорциональную толщине основы ножа.