СТРЕЛЬЧАТАЯ ЛАПА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим режущим органам почвообрабатывающих орудий и может быть использована при изготовлении и ремонте рабочих органов почвообрабатывающих машин.
Известен плоскорежущий рабочий орган для обработки почвы в виде стрельчатой лапы, содержащей крылья лапы и хвостовик крепления лапы, причем на наружной рабочей поверхности крыльев лапы дискретно расположены участки упрочняющего слоя в виде полос, направленными под углом к направлению приложения тягового усилия, а на другой стороне крыльев лапы дополнительно выполнен упрочняющий слой аналогичными участками, причем упрочняющие участки выполнены посредством электроискрового метода (см. патент РФ №2366139 по МПК A01B 35/20, опубл. 10.09.2009 г.).
Недостатком известного способа поверхностного упрочнения основного материала является относительно небольшая глубина упрочненного слоя, что после его износа приводит к очень быстрому износу крыльев лапы.
Наиболее близкой по технической сущности является стрельчатая лапа, содержащая симметричные крылья лапы, имеющая на внутренней рабочей поверхности электродуговую наплавку из износостойкого материала, и хвостовик крепления лапы, причем электродуговая наплавка на внутренней рабочей поверхности выполнена вдоль линий армирования в виде точек износостойкого материала толщиной слоя 0,8-2,0 мм, расположенных на расстоянии друг от друга, обеспечивающем перекрытие промежутков основного металла между соседними точками в направлении перемещения рабочей поверхности (см. патент РФ №2464358 по МПК B23K 9/04, опубл. 20.10.2012).
Недостатком известной стрельчатой лапы является то, что наплавка выполнена на внутренней рабочей поверхности крыльев лапы, что приводит к высокой скорости изнашивания основного металла в области наибольшей интенсивности трения наружной рабочей поверхности с почвой, образованию ступенчатого износа в переходной зоне (зоне термического влияния), увеличению толщины острой кромки крыльев лапы, повышение тягового сопротивления, особенно на почвах, имеющих высокую вязкость.
Техническим результатом полезной модели является снижение износа стрельчатой лапы, что обеспечивается повышением стойкости к абразивному изнашиванию при непосредственном взаимодействии с почвой в активной зоне трения наружной рабочей поверхности.
Технический результат достигается тем, что в стрельчатой лапе, содержащей симметричные крылья лапы, имеющие на рабочей части электродуговую наплавку из износостойкого материала, и хвостовик крепления лапы, согласно полезной модели электродуговая наплавка выполнена на наружной рабочей поверхности в виде центрального и боковых валиков, поочередно расположенных под углом α=12-17 градусов к оси симметрии в направлении перемещения наружной рабочей поверхности. Центральный и боковые валики выполнены с длиной 30-50 мм и с высотой слоя 3-4 мм. Боковые валики расположены на одинаковом расстоянии друг от друга с шагом 2-4 мм и с шириной слоя 5-7 мм, а центральный валик выполнен с шириной слоя равной 10-18 мм.
На фиг. 1 изображена стрельчатая лапа, общий вид сверху; на фиг. 2 - разрез по А-А; на фиг. 3 изображен фрагмент крыла лапы с износом металла между наплавленными валиками после приработки.
Стрельчатая лапа содержит хвостовик крепления лапы 1, крылья лапы 2 и 3 с внутренней рабочей поверхностью 4 и наружной рабочей поверхностью 5. На наружной рабочей поверхности 5 выполнена электродуговая наплавка в виде параллельных друг другу боковых валиков 6, наплавленных под углом α=12-17 градусов к оси симметрии, совпадающей с направлением перемещения «S» стрельчатой лапы. Боковые валики 6 выполнены одинакового размера длиной 30-50 мм, высотой слоя 3-4 мм, шириной слоя 5-7 мм и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга с шагом 2-4 мм. На носовой части лапы расположен по направлению перемещения стрельчатой лапы центральный валик 7 с увеличенной шириной слоя равной 10-14 мм.
Боковые валики 6 представляют собой ребра жесткости на определенном расстоянии друг от друга. Это расстояние определяется геометрическими параметрами боковых валиков 6 для обеспечения необходимого перекрытия промежутков основного материала между соседними боковыми валиками 6 и создания каркасной конструкции. При этом создаются условия для обеспечения надлежащей прочности при воздействии почвенной среды, тем самым снижая склонность к разрушению. Образовавшиеся пустоты между боковыми валиками 6 служат полостями, которые заполняются частицами почвы, выполняющими в данном случае роль антиабразивной среды стойкой к изнашиванию. Центральный валик 7 наплавлен по линии движения почвы с увеличенным размером, что придает носовой части стрельчатой лапы форму долота. Центральный валик 7 при высокой его твердости 65-68HRC и долотообразной форме обеспечивает высокую износостойкость носовой части стрельчатой лапы как самому нагруженному участку наружной рабочей поверхности, испытывающему давление почвы, в 3-4 раза превышающие давление, действующее на кромку крылья лап 1 и 2.
Работа стрельчатой лапы, применяемой в примере конкретного выполнения на культиваторе, осуществляется следующим образом.
При движении культиватора крылья лапы 2 и 3, внедряясь в почву, подрезают пласт с растительностью и интенсивно крошат почву. При заглублении крыльев лапы 2 и 3 увеличивается взаимодействие контактного слоя почвы с наружной рабочей поверхностью 5. При движении стрельчатой лапы в направлении перемещения под действием нормального давления происходит заполнение почвой промежутков между боковыми валиками 6 на основном металле с ее уплотнением и смятием. При этом образуются застойные зоны неподвижной почвы, которые снижают трение контактного слоя почвы с основным металлом наружной рабочей поверхности 5, либо происходит резкое снижение скорости перемещения почвы в промежутках между наплавленными валиками, что определяется углом наплавки боковых валиков 6 по отношению к движению почвы и приводящее к изменению направления движения почвы попадающей в промежутки.
При работе стрельчатой лапы ненаплавленные участки (режущая кромка промежутков между валиками) изнашиваются больше и в результате начального процесса приработки принимают серповидную форму. Режущие кромки наплавленных валиков при этом принимают зубчатую клиновидную форму. Частицы почвы движутся по наружной рабочей поверхности 5 крыльев лапы 2 и 3 по определенной траектории и испытывают лобовое сопротивление только передних граней наплавленных валиков, как на наружной рабочей поверхности, так и на тыльной стороне. При этом боковые грани боковых валиков 6 не оказывают большого контакта с почвой, что уменьшает сгруживание (застой) почвы перед ними.
Зубчатая форма рабочей поверхности (кромки) крыльев лапы 2 и 3 уменьшает давление почвы по линии режущей кромки, снижая тем самым тяговое сопротивление и износ рабочей поверхности стрельчатой лапы.
Износ основного металла внутренней рабочей поверхности 4 крыльев лапы 2 и 3, имеющего более низкую плотность поверхности по сравнению с участками, на которых расположены наплавленные валики, обеспечивает самозатачивание рабочей кромки.
Боковые валики 6 снижают степень взаимодействия контактного слоя почвы с основным металлом за счет рыхления контактного слоя почвы путем его торможения и смятия на толщину наплавленного слоя с образованием застойных зон почвы, повышенной плотности в промежутках между боковыми валиками 6 с разных сторон оси симметрии стрельчатой лапы, совпадающей с направлением перемещения «S».
Расположение оси симметрии в направлении перемещения «S» стрельчатой лапы обеспечивает симметричное распределение лобового сопротивления почвы с образованием устойчивой поверхности трения контактного слоя почвы с поверхностью боковых валиков 6 и застойных зон почвы, имеющих повышенную плотность. При этом снижается скорость изнашивания основного металла в области наибольшей интенсивности трения наружной рабочей поверхности 5.
Предлагаемая стрельчатая лапа улучшает условия подрезания сорняков, уменьшает скорость деформации обрабатываемого пласта за счет возникающих динамических процессов в зоне контакта почвы с рабочей кромкой наплавленных валиков.
Предлагаемая конструкция стрельчатой лапы обеспечивает надежное выполнение технологического процесса, обеспечивает высокую эксплуатационную надежность при различных условиях работы, включая послеуборочное рыхление уплотненной почвы, позволяет увеличить срок службы стрельчатой лапы и обрабатывать почву различной влажности, твердости и механического состава.