культиваторная лапа

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 ₁, меньшим или равным углу раствора лемеха ₂. 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 ₁ принимают меньше или равным углу раствора лемеха лапы ₂ (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 трения сорняка по режущей кромке, при соблюдении условия скольжения стеблей и корней растений по режущей кромке </2- [4]. Сорняк сойдет с режущей кромки в точке B₁.

Тогда имеем L=h₁+h₂ или L = b[ctg+tg(+)]. При равномерном распределении растений по площади поля получим, что число корней, которые обволакивают режущую кромку, когда оно перемещается из положения АВ в положение ₁B₁, будет пропорционально площади треугольника AB₁B. Существует угол , 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.