СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОЧВОРЕЖУЩИХ НОЖЕЙ
METHOD OF STRENGTHENING OF EARTH-CUTTING KNIVES

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим машинам, и может быть использовано при изготовлении и восстановлении ножей рабочих органов культиваторов-плоскорезов, 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 деталей. Это позволяет существенно повысить их износостойкость (Сидоров С.А. Повышение ресурса почворежущих органов наплавочными сплавами / Сидоров С.А., 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 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.
Известен также «Способ повышения долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин» (RU 2443524, МПК B23K 9/04 (2006.01) - Заявл. 25.05.2010; опубл. 27.02.2012), осуществляемый путем наплавки валиков в изношенной области детали перпендикулярно образующей геометрической формы износа. Валики наплавляются в виде ребер жесткости на определенном расстоянии друг от друга. Данный способ эффективен при восстановлении конструктивных элементов рабочих органов почвообрабатывающих машин с лучевидным износом рабочей поверхности.
Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает в процессе эксплуатации эффекта самозатачивания лезвий и не позволяет получать их волнистую форму.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и выбранным за прототип является «Способ получения износостойких лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий» (А.с. 461721 СССР, 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. Известный способ позволяет повысить износостойкость деталей, улучшить самозатачивание и получать волнистую форму лезвий при их изнашивании.
Недостатки известного способа: гладко наплавленный слой твердого металла недостаточно прочно удерживается на поверхности детали. Кроме того, отсутствие в известном способе четких указаний по параметрам ограничения и формы зоны наплавки не обеспечивает получения в процессе эксплуатации зубчатых лезвий с оптимальными параметрами его выступов и впадин для снижения сопротивления при обработке почвы.
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача создания нового способа упрочнения почворежущих ножей с достижением технического результата - повышения долговечности почворежущих ножей и обеспечения при их эксплуатации эффекта самозатачивания лезвий с образованием их зубчатой формы с оптимальными параметрами, способствующей снижению сопротивления при обработке почвы.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе упрочнения почворежущих ножей предусматривается наплавка на рабочую поверхность основания двустороннего ножа твердого износостойкого материала валиками в форме попарно соприкасающихся окружностей диаметром, равным 3/4 ширины ножа, центры которых располагают на общей линии, проходящей через середину ширины ножа.
Новые существенные признаки:
1. Твердый износостойкий материал наплавляют на рабочую поверхность основания двустороннего ножа валиками в форме попарно соприкасающихся окружностей диаметром, равным 3/4 ширины ножа.
2. Центры окружностей наплавляемых валиков располагают на общей линии, проходящей через середину ширины 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 двустороннего почворежущего ножа согласно предлагаемому способу, на фиг. 2 - разрез А-А с фиг. 1, где 1 - основа двустороннего почворежущего ножа, 2 - первоначальные лезвия ножа, 3 - валики наплавляемого твердого износостойкого материала, 4 - линия, проходящая через середину ширины ножа, 5 - линии лезвий ножа, образуемые в результате его изнашивания в процессе эксплуатации, b - ширина почворежущего ножа, d - диаметр окружностей валиков наплавляемого твердого материала.
Предлагаемый способ упрочнения почворежущих ножей осуществляется в такой последовательности. Предварительно рассчитывают диаметр окружностей валиков наплавляемого износостойкого материала по формуле:
,
где d - диаметр окружностей валиков наплавляемого твердого материала;
b - ширина почворежущего ножа.
На основании выполненных расчетов размечают в соответствии с фиг. 1 на рабочей поверхности 1 почворежущего ножа линию 4 его середины и на ней - центры и контуры попарно соприкасающихся окружностей диаметром d валиков 3 наплавляемого твердого износостойкого материала, по возможности совмещая центры указанных окружностей с центрами отверстий под болты крепления почворежущего ножа. По разметке выполняют наплавку (например, электродуговым способом) на рабочую поверхность 1 почворежущего ножа первого валика твердого износостойкого материала по форме окружности диаметром d (см. фиг. 1, 2). Затем выполняют наплавку второго валика в форме окружности диаметром d, соприкасающейся с первым валиком. Наплавку остальных валиков выполняют аналогично.
Наплавка твердого износостойкого сплава согласно предлагаемому в изобретении способу может осуществляться как вручную, так и механизированно.
В процессе эксплуатации двустороннего почворежущего ножа, упрочненного предложенным способом, за счет абразивного изнашивания в почве одно из его рабочих лезвий 2, подрезающее слой почвы, приобретает волнистую форму с выступами и впадинами, показанную пунктирной линией 5 на фиг. 1, причем на выступах лезвие оказывается более прочным за счет наплавленных валиков твердого износостойкого материала в форме дуг окружностей 3. При взаимодействии такого волнистого лезвия с почвой контактное давление концентрируется на упрочненных выступах, способствуя эффективному скалыванию почвы, одновременно происходит ее скольжение во впадинах между выступами, углубляя их с минимальным сопротивлением. В результате перераспределения контактного давления и скольжения почвы вдоль лезвия 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, а благодаря этому уменьшается износ и увеличивается долговечность почворежущего ножа.
При достижении износа рабочего лезвия почворежущего ножа предельной величины его переустанавливают с поворотом на 180° и в работу вступает второе лезвие ножа, функционирующее аналогично первому лезвию. Таким образом достигается технический результат заявленного изобретения.