Почвообрабатывающий сферический диск

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к рабочим органам дисковых лущильников и борон.
Известен почвообрабатывающий сферический диск, имеющий гладкую режущую кромку, плоское днище, центральное квадратное отверстие, заточку сплошного лезвия с выпуклой стороны рабочей грани (Износ и коррозия сельскохозяйственных машин / Н.Н. Подлекарев, В.О. Китиков; под ред. М.М. Севернева. - Минск: Беларус навука, 2011, стр. 26-27, рис. 1.9, табл. 1.9; патент РФ на полезную модель №50360 А01 7/00).
Недостатком известного сферического диска является высокая скорость изнашивания сплошного лезвия при обработке уплотненной почвы, что уменьшает диаметр диска при затуплении режущей кромки и снижает его ресурс.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели относится диск почвообрабатывающего орудия (Патент РФ на полезную модель №71851 A01B 15/16; A01B 23/06), со сферической сегментной поверхностью, изготовленный из качественной конструкционной стали, имеющий гладкую режущую кромку, заточку с выпуклой стороны поверхности диска, а в зоне рабочей грани режущая кромка имеет наплавку твердым сплавом.
Недостатком данной полезной модели является высокая скорость изнашивания рабочей поверхности сферического диска в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой.
Задачей полезной модели является снижение скорости изнашивания рабочей поверхности сферического диска в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой.
Поставленная задача решается за счет того, что почвообрабатывающий сферический диск, изготовленный из качественной конструкционной стали, имеющий режущую кромку, заточку с выпуклой стороны рабочей поверхности и слой наплавки твердым сплавом, при этом слой наплавки твердым сплавом толщиной 2-4 мм на выпуклой стороне рабочей поверхности диска выполнен в виде отдельных точек, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга по длине режущей кромки и в виде отдельных отрезков длиной не более 3-кратной ширины отрезка, расположенных на расстоянии от режущей кромки не менее 2 диаметров наплавленных точек с пересечением образующих сферической поверхности диска и режущей кромки на половине расстояния между соседними точками твердого сплава, при этом отрезки твердого сплава расположены вдоль образующих сферической поверхности диска.
Новые существенные признаки
1. Слой наплавки твердым сплавом толщиной 2-4 мм на выпуклой стороне рабочей поверхности диска выполнен в виде отдельных точек, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга по длине режущей кромки и в виде отдельных отрезков длиной не более 3-кратной ширины отрезка.
2. Отрезки твердого сплава расположены вдоль образующих сферической поверхностей диска на расстоянии от режущей кромки не менее 2 диаметров наплавленных точек с пересечением образующих сферической поверхности диска и режущей кромки на половине расстояния между соседними точками твердого сплава.
Перечисленные новые существенные признаки, в совокупности с известными, позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение скорости изнашивания рабочей поверхности сферического диска в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой за счет рыхления и снижения плотности приповерхностного контактного слоя при его взаимодействии с поверхностью отрезков и точек твердого сплава на толщину наплавленного слоя.
Выполнение сферического диска с предложенной схемой расположения отрезков и точек наплавленного твердого сплава позволяет увеличить скорость охлаждения рабочей поверхности в околошовной зоне с уменьшением сварочных деформаций и скорости изнашивания выпуклой стороны рабочей поверхности сферического диска в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой.
На применяемых скоростях перемещения рабочей поверхности дисковых лущильников и дисковых борон деформация приповерхностного контактного слоя почвы в условиях ударного взаимодействия с поверхностью отрезков и точек наплавленного слоя твердым сплавом толщиной 2-4 мм, увеличивает интенсивность рыхления приповерхностного контактного слоя уплотненной почвы путем торможения, смятия и скалывания частиц при напряжениях, превышающих предел прочности почвы, что уменьшает механическое воздействие контактного слоя почвы на основной металл и снижает скорость изнашивания рабочей поверхности диска в активной зоне трения с уплотненной почвой.
На фиг. 1 схематично изображен фрагмент рабочей поверхности сплошного сферического диска, на которую нанесен слой наплавки твердым сплавом в виде отдельных точек и отдельных отрезков.
На фиг. 2 схематично изображен фрагмент рабочей поверхности вырезного сферического диска, на которую нанесен слой наплавки твердым сплавом в виде отдельных точек и отдельных отрезков.
Устройство и работа сферического диска
Почвообрабатывающий сферический диск 1, изготовленный из качественной конструкционной стали, имеет режущую кромку 2, заточку с выпуклой стороны рабочей поверхности диска 1.
Слой наплавки твердым сплавом толщиной 2-4 мм на выпуклой стороне рабочей поверхности диска 1 выполнен в виде отдельных точек 3, расположенных на одинаковом расстоянии t друг от друга по длине режущей кромки 2 и в виде отдельных отрезков 4 длиной l не более 3-кратной ширины b отрезка 4, расположенных на расстоянии S от режущей кромки 2 не менее 2-х диаметров d наплавленных точек 3 с пересечением образующих О-О' сферической поверхности диска 1 и режущей кромки 2 на половине расстояния t между соседними точками 3 твердого сплава.
Отрезки 3 твердого сплава расположены вдоль образующих О-О' сферической поверхности диска 1.
Выполнение сферического диска 1 с предложенной схемой расположения точек 3 и отрезков 4 наплавленного слоя твердым сплавом позволяет увеличить скорость охлаждения рабочей поверхности в околошовной зоне с уменьшением сварочных деформаций и скорости изнашивания выпуклой стороны рабочей поверхности сферического диска 1 в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой.
При обработке почвы на применяемых скоростях перемещения рабочей поверхности дисковых лущильников и дисковых борон, деформация контактного слоя почвы в условиях ударного взаимодействия с поверхностью наплавленных точек 3 и отрезков 4 твердого сплава толщиной слоя наплавки 2-4 мм увеличивает интенсивность рыхления приповерхностного контактного слоя уплотненной почвы путем торможения, смятия и скалывания частиц при напряжениях, превышающих предел прочности почвы.
В результате рыхления контактного слоя почвы между соседними точками 3 и отрезками 4 с толщиной слоя наплавки 2-4 мм менее связные частицы приповерхностного контактного слоя почвы совершают смешанное относительное перемещение, включая скольжение, качение, вращение и перекатывание абразивных частиц, что уменьшает механическое воздействие почвы на выпуклую сторону рабочей поверхности и снижает скорость изнашивания сферического диска 1.
При взаимодействии контактного слоя почвы с поверхностью точек 3 и поверхностью отрезков 4 наплавленного слоя твердого сплава по длине режущей кромки 2 выпуклой стороны рабочей поверхности сферического диска 1 уменьшается степень проскальзывания диска в направлении вращения V с обеспечением равномерного заглубления в уплотненный слой почвы и снижением возможности образования уплотненного почвенного ядра.