ДИСКОВЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам дисковых почвообрабатывающих орудий таких, как дисковые бороны, плуги, культиваторы, лущильники и т.п., предназначенные для предпосевной обработки почвы, крошения задернелых пластов и глыб, для рыхления почвы и уничтожения сорняков, для лущения стерни, для послеуборочной обработки почвы, а также для ухода за лугами.
Известны сферические дисковые рабочие органы с плоским днищем, применяемые в почвообрабатывающих, посевных и посадочных машинах по ОСТ 23.2.147-85 "Детали сельскохозяйственных машин. Диски. Общие технические условия", 01.01.1986 г.). Плоскость днища таких дисков является касательной к сферической поверхности самого диска.
Недостатком данных дисков является низкая технологичность и высокая трудоемкость их изготовления, что обусловлено сложностью и трудоемкостью изготовления технологической оснастки и оборудования, необходимого для изготовления дисков.
Известен диск для почвообрабатывающего орудия согласно патенту на полезную модель RU №46620, 7 А01В 7/00, приоритет 2005.03.04, выбранный в качестве наиболее близкого аналога. Диск для почвообрабатывающего орудия выполнен из металлического листового материала, изогнутого по сфере. Диск имеет заточку по периметру. Диаметр диска составляет 560 мм. Диск термообработан по всей поверхности до твердости HRC 48-52 единицы при толщине 6 мм или до твердости HRC 39-41 единица при толщине 8 мм, при этом радиус R сферы составляет 635 мм., а заточка выполнена под углом 30° к оси вращения диска. Диск может быть выполнен или без вырезов, или с полукруглыми вырезами с радиусом равным 47,5 мм.
Недостатком данного диска для почвообрабатывающего орудия является то, что диск по всей поверхности изогнут по сфере и не имеет ровной площадки для крепления его к почвообрабатывающему орудию (в частности к опорному элементу - стойке, подшипниковому узлу и т.п.). Это обусловливает сложность изготовления опорных элементов для крепления диска к орудию, а также сопряжено с необходимостью сверления отверстий в диске, для чего необходима дополнительная оснастка и
приспособления. В целом, все это приводит к снижению технологичности изготовления и к увеличению трудоемкости изготовления диска и почвообрабатывающего орудия в целом. При этом надежность крепления диска к почвообрабатывающему орудию не высока.
Кроме того, при использовании такого дискового органа снижается качество обработки почвы из-за того, что угол заточки установлен без учета типа почвы и составляет 30° к оси вращения. Это не позволяет получать хорошее качество обработки на тяжелых и твердых почвах, следовательно, приводит к ограничению области применения такого диска.
Задачей полезной модели является расширение области применения за счет обеспечения возможности использования диска для обработки почв различного типа, повышение качества обработки почвы за счет повышения качества крошения глыб и перерезания пожнивных и растительных остатков, повышение технологичности и снижение трудоемкости изготовления диска и опорных элементов крепления его к почвообрабатывающему орудию, а также повышение надежности крепления диска и, следовательно, надежности работы всего почвообрабатывающего орудия.
Сущность полезной модели заключается в том, что в дисковом рабочем органе почвообрабатывающего орудия, выполненном в виде выпуклого металлического диска, режущая кромка которого выполнена с заточкой, расположенной с наружной стороны диска, предлагается выпуклый диск выполнить усеченным с плоской площадкой, расположенной в центральной части диска и предназначенной для крепления диска к почвообрабатывающему орудию, а заточку режущей кромки диска выполнять в зависимости от типа почвы с углом α заточки, равным 20°±5° для легких почв, или с углом α заточки, равным 40°±5° для тяжелых почв.
Выпуклый диск дискового рабочего органа может быть выполнен в форме усеченной сферы, радиус кривизны которой составляет 680 мм.
Выпуклый диск дискового рабочего органа может быть выполнен с фигурными выемками по режущей кромке диска с заточкой по кромке выемок. При этом заточка по кромке выемок может быть выполнена переменной ширины серповидной формы.
Заточка режущей кромки выпуклого диска может быть снабжена упрочняющим слоем, твердость которого превышает твердость материала, из которого выполнен выпуклый диск.
Заточка режущей кромки выпуклого диска может быть выполнена с поднутрением.
С внутренней стороны выпуклого диска может быть выполнена дополнительная заточка режущей кромки для работы на твердых почвах.
Заточка режущей кромки выпуклого диска может быть выполнена с притуплением равным 1,0 мм ± 0,5 мм.
Диаметр опорной площадки, расположенной в центральной части выпуклого диска, может составлять не менее 160 мм.
В предлагаемом дисковом рабочем органе почвообрабатывающего орудия выполнение выпуклого диска усеченным с плоской площадкой, расположенной в плоскости сечения в центральной части диска и предназначенной для крепления диска к почвообрабатывающему орудию, позволяет улучшить технологичность изготовления и крепежа за счет упрощения изготовления элементов крепления диска к почвообрабатывающему орудию. Все это способствует снижению трудоемкости изготовления диска и упрощению конструкции опорных элементов почвообрабатывающего орудия, к которым крепятся дисковые рабочие органы. Также наличие плоской площадки в центральной части диска позволяет закреплять диск на опорном элементе почвообрабатывающего орудия с помощью стандартных крепежных деталей (например, болтов), оси которых параллельны оси вращения диска, что повышает надежность крепления диска к почвообрабатывающему орудию и, следовательно, повышает надежность работы всего почвообрабатывающего орудия.
3
3
В предлагаемом дисковом рабочем органе почвообрабатывающего орудия выполнение угла α заточки режущей кромки диска в зависимости от типа почвы позволяет расширить область применения почвообрабатывающего орудия за счет возможности использования дисков для обработки почв различного типа со стабильно высоким качеством обработки. Для легких и мягких почв таких, например, как среднекомковый мелкозем плотностью до 1,0 г/см, угол α заточки выполняют равный 20°±5°, поскольку на легких почвах использование более острого угла обеспечит повышение качества обработки, уменьшение энергетических затрат без снижения надежности и срока службы рабочего органа. Для более тяжелых почв таких, например, как комковатый песчаный мелкозем плотностью до 1,2 г/см, выполняют менее острый угол α заточки равный 40°±5°, который также обеспечивает большой срок службы рабочего органа и высокое качество обработки почвы.
В предлагаемом дисковом рабочем органе почвообрабатывающего орудия выпуклый диск может быть выполнен в форме усеченной сферы с радиусом кривизны
R равным 680 мм, что способствует повышению технологичности изготовления дискового рабочего органа.
Возможность выполнения выпуклого диска с фигурными заточенными выемками (вырезами) по режущей кромке диска позволяет улучшить дробление оборачиваемого пласта земли, подрезание и выбрасывание на поверхность почвы растительных остатков, что способствует повышению качества обработки почвы. При этом серповидная форма заточки режущей кромки выемок (вырезов) диска способствует повышению износостойкости режущей кромки, следовательно, способствует увеличению срока службы рабочего органа.
Выполнение режущей кромки диска с упрочняющим слоем, твердость которого превышает твердость материала, из которого выполнен диск, способствует повышению износостойкости рабочих кромок диска и тем самым устраняется возможность преждевременного выхода их из рабочего состояния. Все это увеличивает срок службы дискового рабочего органа и, следовательно, повышает надежность работы почвообрабатывающего агрегата в целом и качество обработки.
Выполнение заточки режущей кромки, расположенной с наружной стороны выпуклого диска, с поднутрением облегчает работу диска при обработке почвы, что дает снижение расхода энергии при обработке (снижается нагрузка при резании, уменьшается сила трения между рабочим органом и землей). Все это повышает надежность работы дискового рабочего органа и способствует снижению энергозатрат.
3
За счет выполнения дополнительной заточки режущей кромки с внутренней стороны диска предотвращается скалывание режущей кромки при обработке твердых, каменистых почв (например, слабокаменистая комковатая и среднекаменистая глыбистая почвы плотностью до 1,3 г/см), тем самым обеспечивается повышение качества обработки и увеличение срока службы рабочего органа.
Выполнение заточки режущей кромки диска с притуплением равным 1,0 мм ± 0,5 мм продлевает срок службы дискового рабочего органа за счет того, что устраняется возможность скалывания режущей кромки и выхода диска из строя. Тем самым не требуется частой замены диска или заточки его режущей кромки, следовательно, повышается надежность работы почвообрабатывающего орудия в целом.
Диаметр плоской площадки, расположенной в центральной части диска, составляет не менее 160 мм, что обеспечивает надежное крепление дискового рабочего органа к почвообрабатывающему орудию за счет возможности размещения необходимого количества стандартных крепежных деталей (болтов).
На фиг.1 изображен заявляемый дисковый рабочий орган почвообрабатывающего орудия. На фиг.2 приведено сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 приведен узел Б режущей кромки диска на фиг.2 (вариант I - c заточкой режущей кромки, выполненной с наружной стороны диска); на фиг.4 приведен узел Б режущей кромки диска на фиг.2 (вариант II - с заточкой режущей кромки, выполненной с наружной стороны диска и с поднутрением); на фиг.5 приведен узел Б режущей кромки диска на фиг.2 (вариант III - с заточкой режущей кромки, выполненной с наружной стороны диска, с дополнительной заточкой режущей кромки, выполненной с внутренней стороны диска).
Дисковый рабочий орган почвообрабатывающего орудия, изображенный на фигурах 1 и 2, представляет собой выпуклый металлический диск 1 с заточкой 2, выполненной с наружной стороны 3 диска 1 по режущей кромке 4. Выпуклый диск 1 выполнен в виде усеченного сферического диска с плоской площадкой 5, расположенной в центральной части диска 1 и предназначенной для крепления данного диска 1 к почвообрабатывающему орудию (на фигурах не показано). Угол α заточки 2 определяется в зависимости от типа почвы и составляет либо 20°±5° для легких почв, либо 40°±5° для тяжелых почв. Выпуклый диск 1 выполнен в форме усеченной сферы с радиусом R кривизны, которой составляет 680 мм. Выпуклый диск 1 выполнен с фигурными выемками (вырезами) 6 по режущей кромке 4 диска 1 с заточкой 7 по кромке выемок 6, выполненной переменной ширины, например, от 1 мм до 10 мм, и имеющей серповидную форму. Для повышения износостойкости рабочей режущей кромки 4 по ширине заточки 2 имеется упрочняющий слой 8. Упрочняющий слой 8 может быть выполнен, например, путем порошкового газопламенного наплавления карбидом твердого сплава, например, вольфрама, и имеет твердость свыше HRC 60 единиц, при этом диск 1 изготовлен из среднеуглеродистой низколегированной стали марки 35 Г2 и имеет твердость HRC 44 единицы.
На фиг.3 представлен вариант I выполнения узла Б, в котором по режущей кромке 4 с наружной стороны 3 диска 1 выполнена заточка 2 с углом α. На фиг.4 представлен вариант II выполнения узла Б, в котором по режущей кромке 4 выполнена заточка 2 с наружной стороны 3 диска 1 с поднутрением 9 угла α. На фиг.5 представлен вариант III выполнения узла Б, в котором по режущей кромке 4 выполнена дополнительная заточка 10 с внутренней стороны 11 диска 1. При всех вариантах выполнения заточки 2 режущей кромки 4 диска 1 выполняется притупление 12, размер
которого составляет 1,0 мм ± 0,5 мм. Диаметр d плоской площадки 5, расположенной в центральной части диска 1, составляет 160 мм при диаметре диска 1, составляющем 570 мм.
Рабочий орган работает следующим образом.
Перед началом работы определяют тип обрабатываемой почвы и в зависимости от характеристик почвы выбирают дисковый рабочий орган с оптимальным для данного случая углом α заточки 2. Оперативно, прочно и надежно, что обеспечивается наличием плоской площадки 5, закрепляют дисковый рабочий орган на почвообрабатывающем орудии с помощью крепежных деталей, например, болтов (на фигурах не показаны), располагаемых в отверстиях (на фигурах не показаны) плоской площадки 5, после чего рабочий орган готов к работе.
В процессе движения почвообрабатывающего орудия дисковый рабочий орган перемещается по полю, осуществляя вращательное движение. За счет перемещения диска 1 по поверхности поля под воздействием массы орудия он врезается в почву. Режущая кромка 4 диска 1 с заточкой 2, снабженной упрочняющим слоем 8 и имеющая фигурные выемки 6 с серповидной заточкой 7, качественно подрезает и поднимает пласт почвы, крошит его, частично оборачивает и отводит в сторону, при этом оптимальная величина угла α заточки 2 режущей кромки 4 обеспечивает необходимую для данного типа почвы глубину рыхления и степень крошения. Непосредственно режущей кромкой 4 диск 1 режет почву и растительные и пожнивные остатки, испытывая сопротивления и нагрузки при встрече с твердыми включениями. Фигурные заточенные выемки 6 режущей кромки 4 диска 1 улучшают дробление пласта земли, а также подрезание и выбрасывание на поверхность почвы растительных остатков (корни, мелкие пни и т.д.).
Таким образом, заявляемая полезная модель расширяет область применения дискового рабочего органа за счет обеспечения возможности использования для обработки почв различного типа, а также позволяет повысить качество обработки почвы за счет повышения качества крошения глыб и перерезания пожнивных и растительных остатков, повысить технологичность и снизить трудоемкость изготовления диска и опорных элементов крепления его к почвообрабатывающему орудию, кроме того, повысить надежность крепления диска к почвообрабатывающему орудию.