Результат интеллектуальной деятельности: Рабочий орган почвообрабатывающего агрегата

Изобретение относится к почвообрабатывающим машинам, а конкретно к плужным рабочим органам, выполняющим подрезание почвенного пласта.

Известен рабочий орган для подрезания пласта с утолщением (магазином) на тыльной поверхности в зоне наибольшего износа носка. Для повышения работоспособности режущей части лезвия рабочего органа его лезвие упрочняют с тыльной стороны. При износе носка как наиболее нагруженного элемента, нарушаются агротехнические требования к вспашке, вследствие снижения заглубляющей способности рабочего органа из-за потери долотообразной формы. Изношенный рабочий орган снимают с пахотного агрегата и кузнечным способом оттягивают носок путем ковки магазина при нагреве зоны носка до 950…1000°C. Таким образом, рабочий орган восстанавливает первоначальную форму, и он может еще некоторое время работать с удовлетворительной заглубляющей способностью.

Недостатком известного рабочего органа является сложность и большая трудоемкость, приходящаяся на все дополнительные операции для восстановления долотообразной формы и установку рабочего органа на пахотный агрегат. Другим недостатком цельных рабочих органов является низкая прочность при работе на тяжелых почвах и, особенно, на почвах с каменистыми включениями, где основным критерием выбраковки становятся поломки носовой части и зоны полевого обреза.

Известен рабочий орган почвообрабатывающего агрегата, принятый за прототип, конструкции ВИМ / Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Сидоров С.А., Миронов Д.А., Курбанов Р.К. Разработка и технология изготовления почвообрабатывающих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N 4. С. 3-8/, содержащий остов с полевым и бороздным обрезами, спинкой, и упрочненным лезвием, расположенным под углом к спинке, и накладное долото с упрочненным лезвием и боковыми гранями. Долото закрывает носовую часть, тем самым увеличивая прочность рабочего органа в этой зоне.

Известный рабочий орган имеет хорошие показатели по износостойкости и прочности на вспашке, как легких, так и тяжелых почв, при отсутствии или минимальных количествах небольших (менее 40…50 мм в диаметре) твердых включений.

Однако на почвах с крупными каменистыми включениями (с диаметром более 100 мм), или иных твердых предметов, прочность известного рабочего органа резко снижается из-за возрастания кратковременных динамических нагрузок при контакте носовой части с твердым предметом. Выбраковка рабочих органов происходит на таких почвах в основном из-за поломок носка в зоне полевого обреза.

Это связано с тем, что рабочий орган представляет в геометрическом плане одну из сторон трехгранного клина, расположенного под углом менее 90° к стенке борозды, то есть к направлению движения пахотного агрегата. При наезде на твердое препятствие от удара последнего о поверхность рабочего органа его носок принимает на себя лобовой удар наибольшей силы. Если твердое препятствие вошло в контакт со средней или пяточной частью рабочего органа, удар становится слабее, так как происходит со скольжением, и препятствие может проскальзывать по поверхности рабочего органа, не причинив большого вреда. Но рабочий орган последующего корпуса имеет большую вероятность получить лобовое столкновение с твердым предметом и, соответственно большую вероятность поломки носка. Поломка носка, как правило, происходит на линии соприкосновения верхней части долота с остовом рабочего органа.

Технической задачей изобретения является повышение прочности рабочий органа в зоне соприкосновения верхней части долота с остовом рабочего органа за счет оптимизации соотношения длины лезвия остова и длины лезвия долота.

Поставленная задача достигается тем, что рабочий орган почвообрабатывающего агрегата, содержащий остов с полевым и бороздным обрезами, спинкой, упрочненным лезвием, расположенным под углом к спинке, и накладное долото с упрочненным лезвием и боковыми гранями, перекрывающее носовую часть, согласно изобретению, соотношение длины лезвия остова к длине лезвия долота равно 7,5…8,2.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид рабочего органа почвообрабатывающего агрегата с лицевой стороны; на фиг. 2 - фрагмент носовой части рабочего органа при столкновении с твердым предметом, направление силы удара твердого предмета по отношению к направлению скорости движения пахотного агрегата, и линия вероятного излома носка с накладным долотом.

Рабочий орган почвообрабатывающего агрегата содержит остов 1 с полевым 2 и бороздным 3 обрезами, спинкой 4, упрочненным лезвием 5, расположенным под углом к спинке 4, и накладное долото 6 с упрочненным лезвием 7 и боковыми гранями 8. Отношение длины l₀ лезвия 5 остова 1, к длине l_g лезвия 7 долота 6, по крайней мере, равно 7,5…8,2 раза.

Рабочий орган почвообрабатывающего агрегата работает следующим образом.

При движении пахотного агрегата носовая часть рабочего органа каждого из корпусов перекрывает борозду предыдущего корпуса. Так как рабочие органы установлены под углом к стенке борозды, происходит косое резание со скольжением почвенного пласта от полевого 2 обреза к бороздному 3 относительно дна борозды. При встрече с препятствием в виде твердого включения (камня, валуна или иного инородного предмета), последний чаще всего (более 90% случаев), либо сталкивается с носком рабочего органа, либо с его средней или пяточной (зона бороздного 3 обреза) частью. В случае столкновения препятствия с носком, происходит лобовой удар. Если сила удара со стороны твердого предмета P_max, будет меньше силы наибольшего сопротивления, определяющего прочность R носка, рабочий орган преодолеет P_max и остается работоспособен, если P_max превысит R произойдет поломка. Если же препятствие соприкасается с остальной частью рабочего органа, оно может пройти вскользь, а далее непременно произойдет лобовое столкновение с носком рабочего органа следующего корпуса.

Соотношение длины l₀ лезвия 5 остова 1 к длине l_g лезвия 7 долота 6 l₀/l_g равное 7,5…8,2 и является оптимальным для большинства пахотных земель тяжелого механического состава и почв с присутствием каменистых включений при движении пахотных агрегатов со средней скоростью ν от 7 до 10 км/ч.

При соотношении l₀/l_g больше 8,2 снижается прочность носовой части рабочего органа вследствие уменьшения площади наибольшего сопротивления зоны носка рабочего органа, связанного с наложением долота 6. При соотношении l₀/l_g меньше 7,5 - увеличивается тяговое сопротивление почвообрабатывающего агрегата и снижается его заглубляющая способность.

Реализация изобретения позволит снизить количество поломок на тяжелых почвах и почвах с каменистыми включениями на 25…40% по сравнению с прототипом.