Лемех плуга с накладным долотом
PLOWSHARE WITH THE OVERHEAD BIT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к лемехам плугов.
Известны цельные долотообразные лемеха, в частности П702, производства ОАО «Рубцовский завод запасных частей» с утолщением (магазином) на тыльной поверхности в зоне носка и полевого обреза. Для повышения износостойкости лезвие лемеха упрочняют с тыльной стороны. При износе носка как наиболее нагруженного элемента, нарушаются агротехнические требования к вспашке, вследствие снижения заглубляющей способности лемеха из-за потери долотообразной формы. Изношенный лемех снимают с плуга и кузнечным способом оттягивают носок путем ковки магазина при нагреве зоны носка до 950…1000°С. Таким образом, лемех восстанавливает первоначальную форму, и он может еще некоторое время работать с удовлетворительной заглубляющей способностью.
Недостатком известного лемеха является сложность и большая трудоемкость, приходящаяся на все дополнительные операции для восстановления долотообразной формы и установку лемеха на плуг. Другим недостатком цельных лемехов является низкая прочность при работе на тяжелых почвах и, особенно, на почвах с каменистыми включениями, где основным критерием выбраковки становятся поломки носовой части и зоны полевого обреза.
Известен лемех с накладным долотом, принятый за прототип конструкции ВИМ /Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Сидоров С.А., Миронов Д.А., Курбанов Р.К. Разработка и технология изготовления почвообрабатывающих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N4. С.3-8/, содержащий остов с полевым и бороздным обрезами, спинкой, и упрочненным лезвием, расположенным под углом к спинке, и накладное долото с упрочненным лезвием и боковыми гранями. Долото закрывает носовую часть, тем самым увеличивая прочность лемеха в этой зоне.
известный лемех имеет хорошие показатели по износостойкости и прочности на вспашке как легких, так и тяжелых почв, при отсутствии или минимальных количествах небольших (менее 40…50 мм в диаметре) твердых включений.
Однако на почвах с крупными каменистыми включениями (с диаметром более 100 мм), или иных твердых предметов, прочность известного лемеха резко снижается из-за возрастания кратковременных динамических нагрузок при контакте носовой части с твердым предметом. Выбраковка лемехов происходит на таких почвах в основном из-за поломок носка в зоне полевого обреза.
Это связано с тем, что лемех представляет в геометрическом плане одну из сторон трехгранного клина, расположенного под углом менее 90° к стенке борозды, то есть к направлению движения пахотного агрегата. При наезде на твердое препятствие от удара последнего о лемешную поверхность носок принимает на себя лобовой удар наибольшей силы. Если твердое препятствие вошло в контакт со средней или пяточной частью лемеха, удар становится слабее, так как происходит со скольжением, и препятствие может проскользить по поверхности лемеха, не причинив большого вреда. Но лемех последующего корпуса имеет большую вероятность получить лобовое столкновение с твердым предметом и, соответственно большую вероятность поломки носка. Поломка носка, как правило, происходит на линии соприкосновения верхней части долота с остовом лемеха.
Технической задачей изобретения является повышение прочности лемеха в зоне соприкосновения верхней части долота с остовом лемеха за счет оптимизации соотношения длины лезвия остова и длины лезвия долота.
Поставленная задача достигается тем, что лемех плуга, содержащий остов с полевым и бороздным обрезами, спинкой, упрочненным лезвием, расположенным под углом к спинке, и накладное долото с упрочненным лезвием и боковыми гранями, перекрывающее носовую часть, при этом, согласно изобретению, отношение длины лезвия остова к длине лезвия долота равно 7,5…8,2.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид лемеха с лицевой стороны; на фиг.2 - фрагмент носовой части лемеха при столкновении с твердым предметом, направление силы удара твердого предмета по отношению к направлению скорости движения пахотного агрегата, и линия вероятного излома носка с накладным долотом.
l
l
0
g
Лемех плуга с накладным долотом содержит остов 1 с полевым 2 и бороздным 3 обрезами, спинкой 4, упрочненным лезвием 5, расположенным под углом к спинке 4, и накладное долото 6 с упрочненным лезвием 7 и боковыми гранями 8. Отношение длины  лезвия 5 остова 1, к длине  лезвия 7 долота 6, по крайней мере, равно 7,5…8,2 раза.
Лемех плуга с накладным долотом работает следующим образом.
При движении плуга носовая часть лемеха каждого из корпусов перекрывает борозду предыдущего корпуса. Так как лемеха установлены под углом к стенке борозды, происходит косое резание со скольжением почвенного пласта от полевого 2 обреза к бороздному 3 относительно дна борозды. При встрече с препятствием в виде твердого включения (камня, валуна или иного инородного предмета), последний чаще всего (более 90% случаев), либо сталкивается с носком лемеха, либо с его средней или пяточной (зона бороздного 3 обреза) частью. В случае столкновения препятствия с носком, происходит лобовой удар. Если же препятствие соприкасается с остальной частью лемеха, оно может пройти вскользь, а далее непременно произойдет лобовое столкновение с носком лемеха следующего корпуса.
l
l
l
/
l
0
g
0
g
Соотношение длины  лезвия 5 остова 1 к длине  лезвия 7 долота 6  равное 7,5…8,2 и является оптимальным для большинства пахотных земель тяжелого механического состава и почв с присутствием каменистых включений при движении пахотных агрегатов со средней скоростью v от 7 до 10 км/ч.
l
/
l
l
/
l
0
g
0
g
При соотношении  больше 8,2 снижается прочность носовой части лемеха вследствие уменьшения площади наибольшего сопротивления зоны носка лемеха, связанного с наложением долота 6. При соотношении  меньше 7,5 - увеличивается тяговое сопротивление лемеха и снижается его заглубляющая способность.
Реализация изобретения позволит снизить количество поломок на тяжелых почвах и почвах с каменистыми включениями на 25…40% по сравнению с прототипом.