Рабочий орган для безотвальной обработки почвы

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам для безотвальной обработки почвы, в частности, к стрельчатым лапам культиваторов.
Известен рабочий орган для безотвальной обработки почвы в виде культиваторной лапы, на поверхность которой, с помощью дуговой наплавки с шагом 40 мм нанесены валики, расположенные под углом наклона 25° к лезвию лапы (Сенчишин B.C., Пулька Ч.В. Современные методы наплавки рабочих органов почвообрабатывающих и уборочных сельскохозяйственных машин (обзор) / Автомат, сварка - 2012. - №9. - С. 43-54, рис. 5).
Недостатком данной культиваторной лапы является увеличенная зона термического влияния на основном металле закаленной поверхности, что увеличивает скорость изнашивания рабочей поверхности примыкающей к лезвию лапы и снижает ее ресурс.
Известен рабочий орган для безотвальной обработки почвы (изобретение РФ №2622691, МПК А01В 35/00, 2017). Рабочий орган для безотвальной обработки почвы содержит наплавленное твердосплавное покрытие, нанесенное в виде валиков с толщиной слоя 2-4 мм. Первые валики расположены на лицевой поверхности в носовой части рабочего органа и расположены симметрично относительно оси симметрии рабочего органа. Ближайший к носовой части первый валик расположен от края одной режущей кромки до края другой режущей кромки носка рабочего органа. Вторые валики расположены на лицевой поверхности рядом с режущими кромками под углом к режущим кромкам на одинаковом расстоянии друг от друга при длине валиков от края режущих кромок не более расстояния между ними. Ближайшие к носовой части вторые валики расположены на равном расстоянии между первыми валиками. Рабочий орган дополнительно имеет третьи валики, расположенные на тыльной поверхности рядом с режущими кромками под углом к режущим кромкам на одинаковом расстоянии друг от друга. Первые, вторые и третьи валики выполнены дугообразными, вогнутая сторона их боковых поверхностей обращена в направлении движения рабочего органа. Обеспечивается снижение изнашивания рабочего органа в зоне наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой (прототип).
Недостатком известного рабочего органа для безотвальной обработки почвы с твердосплавным покрытием наплавленным виде сплошных дугообразных валиков, является относительно большой расход при высокой стоимости наплавочных материалов.
Задачей полезной модели является снижение расхода наплавочных материалов, особенно дорогостоящей наплавочной проволоки.
Поставленная задача решается за счет того, что у рабочего органа для безотвальной обработки почвы, выполненного с наплавленными твердосплавными покрытиями с толщиной слоя 2-4 мм, расположенными на лицевой поверхности в носовой части рабочего органа симметрично относительно оси симметрии рабочего органа, первое из которых расположено между режущими кромками носка рабочего органа, а второе покрытие - под углом к режущим кромкам на одинаковом расстоянии друг от друга при длине нанесения от края режущих кромок не более расстояния между ними, при этом ближайшие к носовой части слои наплавленного покрытия расположены на равном расстоянии друг от друга, а на тыльной поверхности рабочего органа расположены другие наплавленные покрытия под углом к режущим кромкам на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом наплавленные покрытия на лицевой, носовой и тыльной поверхностях рабочего органа выполнены дугообразными, вогнутая сторона которых обращена в направлении движения рабочего органа, противоположные торцевые поверхности второго и третьего наплавленного покрытия размещены под углом 60 градусов к режущим кромкам рабочего органа в направлении движения, а центры закругления второго и третьего наплавленных покрытий расположены на режущих кромках, при расстоянии между поверхностями третьего наплавленного покрытия в 2-3 раза меньше, чем расстояние между торцевыми поверхностями второго наплавленного покрытия, согласно изобретению, валики лицевой и тыльной поверхностей рабочего органа нанесены в виде отдельных точек, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга по центру дугообразных осевых линий твердосплавных покрытий, равном диаметру отдельных точек.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение расхода наплавочных материалов при сохранении скорости изнашивания рабочего органа для безотвальной обработки почвы в зонах наибольшей интенсивности трения с уплотненной почвой за счет рыхления и снижения плотности приповерхностного контактного слоя почвы при его взаимодействии с поверхностью твердосплавного покрытия толщиной слоя 2-4 мм в направлении движения.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена поверхность рабочего органа для безотвальной обработки почвы с наплавленным твердосплавным покрытием в виде дугообразных прерывистых валиков, вдоль оси которых точечной дуговой сваркой нанесены точки с выпуклостью шва 2-4 мм.
1
2
Рабочий орган для безотвальной обработки почвы выполнен в виде стрельчатой лапы 1, которая крепится верхней частью 2 к стойке (на рис. не показана) рабочего органа. Сверху лицевой поверхности носовой части стрельчатой лапы 1 на ее носовой поверхности нанесено твердосплавное точечное покрытие 3. На лицевой и тыльной поверхностях рабочих граней слой твердосплавного покрытия нанесен в виде валиков из наплавленных точек расположенных по дугообразным линиям 4, 5 и 6, вогнутая сторона 7 боковой поверхности которых расположена в направлении движения V рабочего органа. Крайние торцевые точки 8 и 9 дугообразных валиков 4 и 5, вдоль оси которых они нанесены, расположены под углом β=60 градусов к режущей кромке 11 рабочих граней. Центры радиусов закругления дугообразных прерывистых валиков 4 и 5, размещены на линиях параллельных режущей кромке 11, пересекающих половину расстояния (хорды) S и S между противоположными торцевыми точками 8 и 9 дугообразных линий 4 и 5.
1
На поверхности носка рабочего органа центры радиусов закругления дугообразных валиков 6 расположены на оси симметрии О-О. Расстояние t между осями валиков на лицевой или тыльной поверхностях равны между собой, а расстояние между осями валиков лицевой и тыльной сторон равно их половине - t/2.
Выполнение рабочего органа с предложенной схемой наплавки вдоль дугообразных линий с расположенными вдоль них сварными точками твердосплавного покрытия на лицевой и тыльной поверхности рабочего органа позволяет увеличить скорость охлаждения основного металла и уменьшить размеры околошовной зоны при более равномерном распределении сварочных напряжений.
На применяемых скоростях безотвальной обработки почвы деформация приповерхностного контактного слоя почвы при его защемлении и заклинивании в условиях ударного взаимодействия с вогнутой стороной боковой поверхностью прерывистых валиков с расположенными вдоль них сварными точками твердосплавного покрытия с толщиной слоя 2-4 мм увеличивает интенсивность рыхления контактного слоя почвы путем торможения, смятия и скалывания частиц дугообразной поверхностью валика при напряжениях, превышающих предел прочности почвы с уменьшением скорости изнашивания основного металла между соседними дугообразными линиями с расположенными вдоль них сварными точками и в направлении последующего перемещения частиц, что способствует снижению скорости изнашивания твердосплавного покрытия.
Рабочий орган для безотвальной обработки почвы работает следующим образом.
В процессе взаимодействия приповерхностного контактного слоя почвы с вогнутой стороной 7 боковой поверхности дугообразных валиков 4, 5 и 6, образованных расположенными вдоль их оси наплавленных точечной дуговой сваркой сварными точками с выпуклостью шва, образуются зоны 12, 13, 14 и 16 застойной почвы.
1
Прерывистые валики 6 твердосплавного покрытия, нанесенные в носовой части рабочего органа, расположены симметрично относительно центральной оси симметрии О-О рабочего органа. Первый из валиков расположен от края одной режущей кромки 11 до края другой режущей кромки 11 носка рабочего органа.
Рабочий орган для безотвальной обработки почвы работает следующим образом.
При внедрении в почву рабочей поверхности 1 на применяемых скоростях ее обработки, приповерхностный контактный слой почвы взаимодействует с поверхностью наплавленного слоя, состоящего из валиков 4, 5 и 6, в направлении движения V, что повышает интенсивность рыхления приповерхностного контактного слоя почвы в зоне наибольших удельных давлений на лицевую поверхность носка рабочего органа, лицевую и тыльную поверхность рабочих граней.
Торможение, смятие и скалывание частиц приповерхностного контактного слоя почвы в процессе взаимодействия с вогнутой стороной 7 боковой поверхности дугообразных валиков 4 и 5 и 6 в направлении движения V происходит с образованием застойных зон 12, 14, 16 для вогнутой и 13, 15, 17 выпуклой сторон валиков 4, 5 и 6.
За счет уменьшения плотности приповерхностного контактного слоя почвы в направлении движения V снижается механическое воздействие абразивных частиц контактного слоя почвы на лицевую и тыльную поверхности рабочего органа между валиками 4, 5 и 6 и скорость изнашивания рабочего органа.
Применение предложенной полезной модели позволит вдвое снизить расход дорогостоящий наплавочных материалов без снижения износостойкости рабочего органа.