Диск сошника
PLOUGHSHARE DISC

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскохозяйственной техники, в частности, к двухдисковым сошникам.
Уровень техники
Известен двухдисковый сошник, состоящий из поводка, литого корпуса, двух осей, установленных в подшипниках со ступицами и закрепленных на них под углом друг к другу двух плоских дисков с режущими кромками, закрепленных на ступицах и размещенных между ними раструба и чистика. См., например, книгу Н.И. Кленин, В.А. Сакун «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» М.: Колос, 1994, стр. 223, рис. 2.17 ж, стр. 224. К недостатком такого сошника высокая трудоемкость его ремонта, требующая разборки, оценки состояния дисков, термического воздействия, рихтовки, заточки кромок и т.д. Кроме того, при работе в почвах с повышенной и высокой влажностью происходит налипание почвы на наружные поверхности дисков сошников и ступиц и, как результат, снижается качество сева, увеличивается тяговое усилие, соответственно, возрастает расход горючесмазочных материалов.
Известен двухдисковый сошник, патент РФ №2166242 «Сошник» включающий корпус, установленные на нем два плоских диска под углом друг к другу с режущими кромками с возможностью их вращения, каждый из которых с двух сторон имеет кольцевые гидрофобные покрытия, связанные между собой, исключающие налипание почвы на плоскости дисков при работе. Недостатком такого сошника является сложность и высокая трудоемкость ремонта, в том числе, замена гидрофобных покрытий при их износе.
Раскрытие изобретения
Целью предполагаемого изобретения является увеличение надежности работы диска сошника, сокращение времени ремонта диска и исключение возможности налипания почвы на диск.
Поставленная цель достигается изменением конструкции диска.
Поясним конструкцию предлагаемого диска на реальном образце и его работу.
Диск сошника выполняется из углеродистой стали сплошным, диаметром 350 мм, толщиной 3 мм, имеет круговое отверстие в центре диаметром 50 мм. Кромки диска затачиваются к наружи с шириной фаски 6-8 мм и толщиной лезвия 0,1-0,5 мм. Диск крепится к ступице заклепками или болтами. Диск устанавливается под углами к двум вертикальным плоскостям симметрии.
При движении диск заглубляется примерно на 60 мм и катится в почве, подрезая корни сорняков и образую борозду, в которую размещаются семена. При этом, в результате воздействия почвы на диск происходит износ его режущей (рабочей) части, диаметр диска уменьшается. Если рабочая часть диска встречается с более плотным, нежели почва, препятствием, например, камнем, может произойти погнутие диска или разрушение его рабочей части. Уменьшение диаметра при его ремонтах диска допускается до 326 мм, далее диск отбраковывается (см. пирз//Железный конь. РФ/remont-pochvoobrabatyvayushnix-posevnyx-posadochyx-mashin.html). Подчеркнем, что при работе диска в почвах с повышенной влажностью, она налипает на поверхность диска, что влечет за собой существенные негативные последствия различного рода, которые были отмечены ранее.
С точки зрения науки о прочности (См, например, кн. С.П. Тимошенко и С. Войновский-Кригер «Пластинки и оболочки», М. 1963, с. 316-328) диск сошника представляет собой пластину круглого очертания, закрепленную в центре, на которую в сегменте его взаимодействия с грунтом, действует некая распределенная нагрузка. И чем больше радиус такой пластины, тем больше будут перемещения периферийной части, на которую осуществляется силовое воздействие. Иначе говоря, жесткость диска естественным образом уменьшается в радиальном направлении от центра, поэтому, если говорить о равнопрочной системе, то толщину диска к периферии следовало бы увеличить.
В радиальном направлении можно определить несколько кольцевых частей диска, функционально отличающихся друг от друга: центральное отверстие;
первая кольцевая часть, предназначенная для крепления диска к ступице;
третья кольцевая часть - рабочая, главным элементом которой является заостренная кромка;
вторая кольцевая часть соединяет первую и третью части в единую систему и ее размеры определяются необходимым радиусом диска.
Конкретизируем сказанное в цифрах. Радиус центрального отверстия примерно равен 25 мм. Ширина (по радиусу) первой кольцевой части составляет примерно 45 мм. Ширина (по радиусу) третьей части равна примерно 65 мм, Усредненная ширина второй части составляет примерно 45 мм, именно здесь и сосредотачивается налипающая почва.
Представим теперь идею предлагаемой конструкции диска с учетом того, что изначально размеры диска и его масса и сама конструкция сеялки в целом подчинена агротехническим требованиям и все изменения в конструкции диска должны происходить в рамках заданных основных геометрических и физических параметров.
Предлагается диск составить из размещенных в одной плоскости и соединенных между собой концентрических плоских круговых частей (колец), частей разной жесткости и разных конструктивно.
Представим эти составные части, следуя от центра.
Кольцо А. Плоское сплошное кольцо из стали с отверстиями.
Кольцо В. Кольцо переменного поперечного сечения (обтекаемой формы) из гидрофобного износостойкого пластика, например, из фторопласта, армированного регулярно размещенными стальными элементами, например, стальными стержнями.
Кольцо С. Плоское стальное кольцо с отверстиями.
Кольцо D. Плоское стальное с отверстиями и режущей кромкой.
Кольца А, В и С жестко соединены между собой стальной компонентой (стержнями) кольца В.
Отверстия в кольце А предназначены для крепления к ступице.
Отверстия в кольцах С и D согласованы между собой и предназначены для крепления к кольцу D заклепками или болтами. Предполагается, что кольцо D с режущей кромкой при износе может быть заменено.
Учитывая сквозную конструкцию кольца В, и небольшой вес пластика, плотность которого в несколько раз меньше плотности стали, такой диск без увеличения его размеров и веса можно изготовить в отмеченных параметрах кольцевых частей.
В процессе изготовления диска вначале жестко стыкуются в одной плоскости стальные элементы А, В и С (например, сваркой), к элементу С к наружи внахлестку крепится кольцевой элемент D, после чего кольцевое пространство В заливается пластиком.
Что дает такая конструкция? Возрастает жесткость соединенных между собой колец С и D, окаймляющих диск, то есть опасность пластических деформаций рабочей части снижается. Упрощается процесс замены изношенной рабочей части - кольца D и сокращается время для этой операции. Наличие кольца В из гидрофобного и износостойкого пластика, исключает прилипание почвы к плоскости диска и уменьшает сопротивление трения, а износ пластика при достаточной его толщине может обеспечить работу диска на протяжении всего жизненного цикла сеялки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан диск сошника в плане.
На фиг. 2 показана схема силовой конструкции диска.
На фиг. 3 показана схема диска сошника в разрезе.
На фиг. 4 показано крепление кольца с наружной режущей кромкой.
Осуществление изобретения
Диск сошника 1 состоит из четырех соединенных между собой плоских круговых колец, по порядку от центра: плоского стального кольца А с отверстиями 2 для закрепления его на ступице, соединенного с ним плоского кольца В из гидрофобного прочного пластика 3, например, фторопласта, армированного регулярно и радиально размещенными стальными стержнями 4, жестко соединенными сваркой со плоским стальным кольцом А и плоским стальным кольцом С, а с кольцом С внахлест к наружи соединено заклепками 5 с головками впотай стальное кольцо D с наружной режущей кромкой.
Диск закрепляется на ступице заклепками или болтами. При износе режущей кромки стальное кольцо D заменяется.