Стрельчатая лапа культиватора

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, именно к конструкции почвообрабатывающих орудий, более конкретно к стрельчатым лапам культиваторов с жестко закрепленной режущей частью и может найти применение при создании современных машинных культиваторов. Решаемой задачей полезной модели является создание современного, надежного и эффективного рабочего органа культиватора, обладающего высокими износостойкостью и ресурсом в различных условиях эксплуатации, качеством обработки и пониженным тяговым сопротивлением. Решаемая задача и технический результат полезной модели заключаются в создании равностойкого рабочего органа, обладающего одинаково высоким ресурсом и износостойкостью как носовой, так и лезвийных частей крыльев в различных условиях эксплуатации, в том числе на легких суглинистых и песчаных почвах. При этом тяговое сопротивление лапы не должно повышаться по мере ее изнашивания. Указанная задача решается тем, что в стрельчатой лапе культиватора, содержащей носовую часть, симметричные крылья с лезвийными частями и элемент крепления лапы к стойке культиватора, согласно полезной модели, носовая часть лапы культиватора выполнена сборной и включает накладной элемент в виде заостренного бруса, закрепленного в носовой части лапы культиватора механически, сваркой или пайкой. Кроме того, накладной элемент может иметь в поперечном сечении форму полукруга, многоугольника, прямоугольника и изготовляется из износостойкой стали X12, X12МФ, другой износостойко й стали или из износостойкого чугуна. Прямоугольник - менее желательная форма, многоугольник и полукруг - наиболее предпочтительны, т.к они обеспечивают наибольшую жесткость при одной и той же площади сечения; полукруг получают путем продольного разреза круглого прутка, многоугольник - шестигранника. Длина бруса накладного элемента должна быть в пределах 60-90 мм, угол заострения - 2530°, выступание заостренной части накладного элемента от основания носовой части лапы - 3040 мм, ширина бруса -0,10,15 от ширины захвата лапы, толщина бруса - 2,53,5 от толщины листа, из которого изготовлена лапа. Кроме того, предпочтительным материалом для изготовления самой лапы вместо стали 65Г может быть легированная сталь 40ХС или 40Х при поверхностной твердости в диапазоне HRC 48-55. Эти марки стали по своим физико-механическим, технико-экономическим характеристикам (твердости, ударной вязкости, прочности, износостойкости) превышают параметры стали 65Г. Кроме того, заточка крыльев лапы культиватора проводится: - с верхней стороны под углом 8-10° при угле постановки крыльев к горизонту 15°; - с двухсторонней заточкой под углом 4-5° при угле постановки крыльев к горизонту 15°<20°; - с нижней стороны под углом 8-10° при угле постановки крыльев к горизонту >20°. Такие углы заточки в наибольшей мерее обеспечивают хорошую заглубляемость лапы и наименьший стабилизированный угол заострения при изнашивании лезвия.

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, именно к конструкции почвообрабатывающих орудий, более конкретно к стрельчатым лапам культиваторов с жестко закрепленной режущей частью и может найти применение при создании современных высокопроизводительных и высокоресурсных культиваторов для сплошной и междурядной обработки почвы.

Известна конструкция стрельчатой лапы культиватора, содержащая носовую часть, симметричные крылья с лезвийной частью и элемент крепления лапы к стойке культиватора (Кленин Н.И., Сакун В.А., Сельскохозяйственные машины, М.: Колос, 1994, с.751, стр.139).^].

Основными параметрами известной конструкции стрельчатой лапы являются: угол раствора 2=56-80°; угол крошения =9-18°; угол постановки к горизонту =15-30°; угол заострения i=12-15°; ширина захвата b=145-385 мм; толщина 4-8 мм; глубина обработки 4-12 см. В зависимости от значений этих параметров проявляются полольная или рыхлительная функции лап при обработке почв.

Ресурс известной культиваторной лапы, в случае обычно применяемых для их изготовления сталей типа 65Г и в зависимости от гранулометрического состава обрабатываемых почв, не превышает 7-15 га вследствие интенсивного абразивного изнашивания носовой и лезвийных частей крыльев лапы. При этом интенсивность изнашивания носовой части примерно в 34 раза превышает интенсивность изнашивания лезвийной части крыльев.

Это вызвано тем, что носовая часть лапы осуществляет прямое фронтальное резание почвы, так как режущая кромка ее в результате изнашивания возрастает и становится практически перпендикулярной направлению движения лапы, в то время как лезвийная часть крыльев осуществляет косое резание, так как режущая кромка ее расположена под углом к направлению движения. В результате этого на носовую часть действует давление почвы, в 3-4 раза превышающее давление, действующее на лезвийную часть крыльев. В результате такого характера изнашивания в процессе эксплуатации повышается тяговое сопротивление лапы, снижается ее заглубляющая способность, не выполняются агротехнические требования при обработке почвы.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является стрельчатая лапа культиватора, содержащая носовую часть, симметричные крылья с лезвийными частями и элемент крепления лапы к стойке культиватора (патент РФ 2070363, А01В 35/00, 1996 г. - прототип, дата публикации 20.12.1996 г, бюллетень 351996).

Известная лапа культиватора имеет наплавленные упрочняющим слоем лезвия, хвостовик, расположенный за носовой частью, у которой рабочие поверхности крыльев и участков, примыкающих к носовой части выполнены криволинейными, а линии режущих кромок носовой части вынесены вперед относительно линий режущих кромок лезвий на крыльях.

Для упрочняющих слоев носовой и лезвийной частей лапы в современных условиях применяют износостойкие высоколегированные сплавы ФБХ-6-2, УС-25 и другие толщиной 0,4-0,5 мм на лезвийной и 0,8-1,0 мм на носовой. Благодаря этому износостойкость лапы несколько возрастает.

Тем не менее, срок службы известной культиваторной лапы с упрочняющей наплавкой не удовлетворяет условию равностойкости носка и лезвийной части крыльев, особенно при обработке песчаных, супесчаных и легких суглинистых почв с твердостью, превышающей 1,5-1,7 МПа. Так, наработка известной стрельчатой культиваторной лапы из прокатной стали 65Г составляет 10-20 га. При этом отдельные рабочие поверхности лапы изнашиваются так же не равномерно.

Решаемая задача и технический результат полезной модели заключаются в создании равностойкого рабочего органа, обладающего одинаково высоким ресурсом и износостойкостью как носовой, так и лезвийных частей крыльев в различных условиях эксплуатации, в том числе на легких суглинистых и песчаных почвах. При этом тяговое сопротивление лапы не должно повышаться по мере ее изнашивания.

Указанная задача решается тем, что в стрельчатой лапе культиватора, содержащей носовую часть, симметричные крылья с лезвийными частями и элемент крепления лапы к стойке культиватора, согласно полезной модели, носовая часть лапы культиватора выполнена сборной и включает накладной элемент в виде заостренного бруса, закрепленного в носовой части лапы культиватора, при этом элементы лапы культиватора выполнены из легированной стали 40ХС, 40Х или 65Г при поверхностной твердости в диапазоне HRC 48-55, а накладной элемент изготовлен из износостойкой легированной стали X12, Х12МФ, другой износостойкой стали или износостойкого чугуна.

Кроме того, накладной элемент может иметь в поперечном сечении форму полукруга, многоугольника, прямоугольника. Прямоугольник - менее желательная форма, многоугольник и полукруг - наиболее предпочтительны, т.к они обеспечивают наибольшую жесткость при одной и той же площади сечения; полукруг получают путем продольного разреза круглого прутка, многоугольник - шестигранника.

Длина бруса накладного элемента должна быть в пределах 60-90 мм, угол заострения - 25-30°, выступание заостренной части накладного элемента от основания носовой части - 30-40 мм, ширина бруса - 0,1-0,15 от ширины захвата лапы, толщина бруса - 2,5-3,5 от толщины листа, из которого изготовлена лапа.

Указанные марки стали для изготовления элементов лапы по своим физико-механическим, технико-экономическим характеристикам (твердости, ударной вязкости, прочности, износостойкости) превышают параметры стали 65Г.

Об этом свидетельствуют результаты исследований, проведенные в МГАУ им. В.П.Горячкина и представленные в таблице 1. За эталонную принята сталь 45 в состоянии поставки твердостью НВ 180.

Кроме того, заточка крыльев лапы культиватора проводится:

- с верхней стороны под углом 8-10° при угле постановки к горизонту 15°;

- с двухсторонней заточкой под углом 4-5° при угле постановки к горизонту 15°<20°;

- с нижней стороны под углом 8-10° при угле постановки к горизонту >20°.

Такие углы заточки в наибольшей мерее обеспечивают хорошую заглубляемость лапы и наименьший стабилизированный угол заострения при изнашивании лезвия.

Как видно из этой таблицы, при одной и той же ударной вязкости (30 Дж/см²), относительная стоимостная оценка стали 40ХС более, чем в 1,5 раза ниже по сравнению со сталью 65Г, т.е износостойкость стали 40ХС выше, а ее стоимость ниже по сравнению со сталью 65Г.

В зависимости от назначения стрельчатые лапы с накладными элементами могут устанавливаться на всех типах культиваторов для выполнения как прополки, междурядной обработки, так и при выполнении предпосевной обработки всех типов почв, кроме каменистых. При этом рыхлительная способность лапы повышается.

Конкретный пример выполнения стрельчатой лапы с накладным элементом представлен на фиг.1

Стрельчатая лапа культиватора содержит носовую часть 1, симметричные крылья 2 с лезвийными частями 3 и элемент 4 для крепления лапы к стойке культиватора. Носовая часть 1 лапы культиватора выполнена сборной и включает накладной элемент 5 в виде заостренного бруса, механически закрепленного в носовой части 1 лапы культиватора винтами 6 или сваркой или пайкой.

Стрельчатая лапа культиватора изготавливается из листового проката стали 40ХС толщиной t=6,0 мм с параметрами: угол раствора 2=60°; угол крошения =18°; угол постановки к горизонту =30°; ширина захвата b=330 мм. Носовая часть лапы 1 обрубается до ширины с=30-35 мм. На лапе сверлятся два отверстия 08,5 мм для механического крепления накладного элемента.

Лапа закаливается на твердость HRC 52-55 (из стали 40Х - на твердость HRC 50-52) и затачивается лезвийная часть крыльев 3 с нижней стороны на угол i=8-10°. Толщина лезвия после заточки d=0,5 мм.

Накладной элемент 5 изготавливается из пруткового проката стали XI 2 диаметром 35 мм. Длина накладного элемента L=90 мм. После обработки одного конца заготовки на конус с углом при вершине 2=60°, заготовка разрезается вдоль оси на две равные части. Таким образом из прутка изготавливается два накладных элемента. На плоскости разъема элемента фрезеруется уступ глубиной 6 мм (равный толщине листа, из которого изготовлена лапа) для обеспечения бесступенчатого соединения накладного элемента с лапой. Перед креплением к лапе накладной элемент закаливается на твердость HRC58-60, затем крепится к лапе двумя винтами 6 М8 (можно заклепками).

Стрельчатая лапа с накладным элементом функционирует следующим образом.

Острый износостойкий накладной элемент носовой части лапы легко внедряется в почву и рыхлит ее, тем самым в значительной мере снижая нагрузку на начало лезвийной части крыла. Так как угол заострения носовой части (накладного элемента) составляет 30°, это обеспечивает хорошую заглубляемость лапы, а минимальный угол заточки i=10° с нижней рабочей поверхности лезвийной части крыльев - достаточную их остроту даже при значительном износе по ширине. Все это обеспечивает высокую работоспособность лапы длительный период времени без повышения тягового сопротивления.

В результате внедрения стрельчатых лап с накладными элементами повышается их ресурс, не менее чем до 40-50 га, при обеспечении агротехнических требований обработки почвы, снижается стоимость обработки, повышается производительность труда за счет снижения количества замен лап и их ремонта при незначительных капитальных затратах.

1. Стрельчатая лапа культиватора, содержащая носовую часть, симметричные крылья с лезвийными частями и элемент крепления лапы к стойке культиватора, отличающаяся тем, что носовая часть лапы культиватора выполнена сборной и включает накладной элемент в виде заостренного бруса, закрепленного в носовой части лапы культиватора, при этом элементы лапы культиватора выполнены из легированной стали 40ХС, 40Х или 65Г при поверхностной твердости в диапазоне HRC 48-55, а накладной элемент изготовлен из износостойкой легированной стали Х12, Х12МФ, другой износостойкой стали или износостойкого чугуна.

2. Стрельчатая лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что накладной элемент имеет в поперечном сечении форму полукруга, многоугольника, прямоугольника.

3. Стрельчатая лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что длина накладного элемента должна быть 60-90 мм, угол заострения =25-30°, выступание заостренной части накладного элемента от основания носовой части лапы а=3040 мм, ширина бруса с=0,1-0,15 мм от ширины захвата лапы, толщина бруса h=2,53,5t толщины листа, из которого изготовлена лапа.

4. Стрельчатая лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что заточка крыльев лапы культиватора проводится: с верхней стороны под углом 8-10° при угле постановки к горизонту 15°; с двухсторонней заточкой под углом 4-5° при угле постановки к горизонту 15°<20°; - с нижней стороны под углом 8-10° при угле постановки к горизонту >20°.