RU30482U1

RU30482U1 - Soil cultivating tool

Info

Publication number: RU30482U1
Application number: RU2003107132/20U
Authority: RU
Inventors: В.С. Бакунов; И.А. Беликов; М.Н. Ерохин; Н.Е. Коробов; В.М. Короткий; Е.С. Лукин; В.С. Новиков; А.А. Собко; Е.М. Шелков; Э.Н. Муравьев
Original assignee: Бакунов Валерий Сергеевич; Новиков Владимир Савельевич
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2003-07-10

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно к рабочим органам почвообрабатьшающих орудий и может найти применение при создании культиваторов, машинных плугов, дисковых борон и других почвообрабатывающих орудий различного назначения.The utility model relates to agricultural machinery, mainly to the working bodies of tillage tools and can be used to create cultivators, machine plows, disc harrows and other tillage tools for various purposes.

Известно устройство плужного лемеха для нарезки борозд и посева семенного материала, содержащего стрельчатый рабочий орган и средства его крепления (см. заявку РФ на изобретение 2000124403 13, БИ-26,2002 г.).A device for a plow share for cutting furrows and sowing seed material containing a lancet working body and means for attaching it (see RF application for invention 2000124403 13, BI-26,2002).

Несмотря на большое разнообразие почвообрабатывающих орудий, рабочие органы плугов, культиваторов, борон во всех случаях испытывают значительный абразивный износ при трении о почву, что снижает срок их службы. Поэтому режупще части обычно затачивают, изготавливают из высокопрочных сортов стали, поверхностные слои подвергают закалке, наплавке и т.п.Despite the wide variety of tillage tools, the working bodies of plows, cultivators, and harrows in all cases experience significant abrasion when rubbing against the soil, which reduces their service life. Therefore, the cutting parts are usually sharpened, made of high-strength grades of steel, the surface layers are subjected to hardening, surfacing, etc.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является почвообрабатывающее орудие плуга или культиватора, содержащее режущие, направляющие и защитные элементы и средства их крепления (см. Ю.И.Воронов, Л.Н.Ковалев, А.Н.Устинов Сельскохозяйственные машины, Москва, ВО «Агропромиздат, 1990г., с. 9 - прототип)The closest technical solution to the proposed one is a plow or cultivator tillage tool containing cutting, guiding and protective elements and means for their fastening (see Yu.I. Voronov, L.N. Kovalev, A.N. Ustinov Agricultural machines, Moscow, VO "Agropromizdat, 1990, p. 9 - prototype)

Материалом для упомянутых элементов является сталь различных сортов, а для защитных элементов наиболее изнашиваемых областей рабочих органов применяют более износостойкие накладные или наплавляемые элементы. В частности, для сохранения остроты и повьппения износостойкости лезвияпромышленность вьшускает рабочиеThe material for the mentioned elements is steel of various grades, and for the protective elements of the most worn-out areas of the working bodies, more wear-resistant patch or surfaced elements are used. In particular, to preserve the sharpness and increase the wear resistance of the blade

органы культиваторов, борон и лемеха плугов, тыльная сторона которых вдоль режущей кромки на ширину десятков мм упрочнена твердым сплавом. У таких рабочих органов твердый нижний слой изнашивается медленнее верхнего, вследствие чего он выступает вперед, образуя лезвие достаточной остроты.organs of cultivators, harrows and plowshares of plows, the back of which along the cutting edge to a width of tens of mm is hardened with a hard alloy. In such working bodies, the solid lower layer wears out more slowly than the upper one, as a result of which it protrudes forward, forming a blade of sufficient sharpness.

Недостатком такого почвообрабатывающего орудия является сравнительно невысокий ресурс и надежность прежде всего его режущих частей, работающих в тяжелых условиях абразивного износа при глубокой вспашке почвы с высоким удельным сопротивлением.The disadvantage of such a tillage implement is its relatively low resource and reliability, first of all, of its cutting parts operating under severe conditions of abrasive wear during deep plowing of the soil with high resistivity.

Решаемой задачей полезной модели является создание современного, надежного, многофункционального и эффективного машинного почвообрабатывающего орудия с высокими ресурсом и износостойкостью его рабочих органов в различных, в том числе, тяжелых условиях эксплуатации на суглинистых и песчаных почвах.The task of the utility model to be solved is the creation of a modern, reliable, multi-functional and efficient machine tillage implement with a high resource and wear resistance of its working bodies in various, including severe operating conditions on loamy and sandy soils.

Указанная задача решается тем, что в почвообрабатьшающем орудии, содержащем режущие, направляющие и защитные элементы, согласно полезной модели, по крайней мере режущие элементы дополнительно снабжены неподвижно закрепленными на рабочей поверхности защитными керамическими вставками или накладками, причем отнощение щирины каждой из них к дшше находится в диапазоне 0,2-5, отношение толщины защитного элемента к егодлиненаходится в диапазоне 0,1 - 1,This problem is solved by the fact that in a tillage implement containing cutting, guiding and protective elements, according to a utility model, at least the cutting elements are additionally equipped with protective ceramic inserts or overlays fixed to the working surface, and the ratio of the width of each of them to the range of 0.2-5, the ratio of the thickness of the protective element to it is not in the range of 0.1 - 1,

отношение величины зазора между защитными элементами к ихдлинеratio of the gap between the protective elements to their length

находится в диапазоне 0,1 -10, а вылет запщтных элементов над основой рабочего органа находится в диапазоне 0-5 мм.is in the range of 0.1 -10, and the departure of the elements above the base of the working body is in the range of 0-5 mm

Кроме того, защитные керамические вставки или накладки могут иметь в плане форму круга, овала, правильного или неправильного многоугольника, а в сечении - форму прямоугольника, трапеции или криволинейной фигуры.In addition, protective ceramic inserts or pads may have a plan in the form of a circle, an oval, a regular or irregular polygon, and in cross section - the shape of a rectangle, trapezoid or curved shape.

Кроме того, защитные керамические вставки или накладки могут бьпъ закреплены на поверхности режущих элементов механически, клеем, пайкой или выполнены плазменным напылением.In addition, protective ceramic inserts or pads can be mechanically fixed to the surface of the cutting elements, with glue, soldering or plasma sprayed.

Кроме того, защитные керамические вставки или накладки, расположенные на передней носовой части режущего элемента могут иметьIn addition, protective ceramic inserts or pads located on the front nose of the cutting element may have

заточку острия для уменьшения абразивного износа элементов рабочего органа, расположенных за ним.sharpening the tip to reduce abrasive wear of the elements of the working body located behind it.

Кроме того, режущие элементы почвообрабатывающего орудия могут быть установлены неподвижно или с возможностью вращения относительно его несущей рамы.In addition, the cutting elements of the tillage implement can be mounted motionless or rotatable relative to its supporting frame.

Кроме того, направляющие рабочие поверхности почвообрабатывающего оруЦщя могут быть снабжены дополнительнымизносостойким покрытием толщиной 0,1 - 1,5 ммIn addition, the guiding working surfaces of the soil cultivating tool can be equipped with additional highly resistant coating with a thickness of 0.1 - 1.5 mm

на основе металлических легированных сплавов, металлокерамических или углеродсодержащих соединений, алмазного напыления или керамики с низким коэффициентом трения.based on metal alloys, cermet or carbon-containing compounds, diamond spraying or ceramics with a low coefficient of friction.

Такое вьщолнение почвообрабатывающего орудия, упрочненного керамикой, позволяет кардинально повысить износостойкость наиболее нагруженных режущих и отвальных элементов большинства типов почвообрабатывающих орудий для различных видов обрабатываемых почв за счет того, что абразивному износу при такой конструкции устройства подвергаются прежде всего именно керамические защитные элементы орудия. Износ стальной основы между керамическими вставками на рабочих поверхностях при этом во много раз снижается благодаря экранирующему действию защитных вставок, при котором частицы грунта действуют на промежуточные стальные элементы почвообрабатывающего орудия с меньшим нормальным усилием, а дополнительное защитное покрытие на направляющих элементах орудия снижает необходимое тяговое усилие и дополнительно повышает его надежность.Such an implementation of a ceramic hardened tillage implement allows one to radically increase the wear resistance of the most loaded cutting and dumping elements of most types of tillage implements for various types of cultivated soils due to the fact that the ceramic protective elements of the implement are subjected to abrasive wear with this design of the device. The wear of the steel base between the ceramic inserts on the working surfaces is thus many times reduced due to the shielding effect of the protective inserts, in which soil particles act on the intermediate steel elements of the tillage implement with less normal force, and the additional protective coating on the guide elements of the implement reduces the necessary traction and further enhances its reliability.

Отношение ширины каждого из защитных элементов к длине не должно быть превьппено пятикратно в силу того, что в этом случае керамические вставки или накладки являются неустойчивыми к ударным рабочим нагрузкам.The ratio of the width of each of the protective elements to the length should not be fivefold due to the fact that in this case ceramic inserts or pads are unstable to shock working loads.

Отношение толщины защитного элемента к егодлинеможет достигатьThe ratio of the thickness of the protective element to its length can reach

ОД только для сравнительно тонких или малых защитных элементов и не должно превьщ1ать 1, поскольку при этом значительно увеличивается вьшет вставок над основной поверхностью.OD is only for relatively thin or small protective elements and should not exceed 1, since this greatly increases the height of the inserts above the main surface.

Указанное отношение величины зазора между защитными элементами к их длинеопределяет сравнительно широкий диапазон расстояний, наThe specified ratio of the gap between the protective elements to their length determines a relatively wide range of distances

котором могут находиться защитные элементы - от 1 до 100 и более мм. Зазор между указанными вставками вдоль выбранного направления не может быть менее одной толщины вставки по причине дороговизны изделия и технологической сложности и не должен превышать 10 размеров толпщны вставок - по причине увеличивающегося абразивного износа стальной основы орудия.which may contain protective elements - from 1 to 100 mm or more. The gap between the indicated inserts along the selected direction cannot be less than one insert thickness due to the high cost of the product and technological complexity and should not exceed 10 sizes of the crowd inserts due to the increasing abrasive wear of the steel base of the gun.

Вылет защитных керамических элементов над основой рабочего органа более 5 мм нецелесообразен по прочностным соображениям, а зэтлублять их в тело рабочего органа нежелательно по причине увеличивающегося износа. Толщину дополнительного покрытия на направляющих поверхностях орудия практически нецелесообразно выполнять менее 0,1 мм, а ее превьппение сверх 1,5мм технологически сложно и дорого.Departure of protective ceramic elements above the base of the working body of more than 5 mm is impractical for strength reasons, and to bury them into the body of the working body is undesirable due to increased wear. The thickness of the additional coating on the guiding surfaces of the gun is practically impractical to make less than 0.1 mm, and its conversion over 1.5 mm is technologically difficult and expensive.

Конкретный прим выполнения рабочих органов культиватора с защитными керамическими элементами показан на прилагаемом чертеже (фиг. 1,2), на котором даны общий вид культиватора и его поперечное сечение.A specific example of the implementation of the working bodies of the cultivator with protective ceramic elements is shown in the attached drawing (Fig. 1,2), which shows a general view of the cultivator and its cross section.

Универсальная стрельчатая лапа культиватора имеет два симметричных крьша 1 и крепежную пластину 2, Лезвия культиватора снабжены защитными керамическими вставками 3,4, установленные на рабочей поверхности режущего элемента с его тыльной или лицевой стороны. Керамические вставки или накладки 3,4, имеют прямоугольную, трапециидальную или иную в плане форму. Выделенный защитный керамический элемент 4 на передней части (острие) культиватора имеет специальную заточку и особое крепление в теле культиватора. Его размерытолщина, вылет и геометрияThe universal lancet paw of the cultivator has two symmetrical buckles 1 and the mounting plate 2, The blades of the cultivator are equipped with protective ceramic inserts 3.4 mounted on the working surface of the cutting element from its back or front side. Ceramic inserts or overlays 3,4, have a rectangular, trapezoidal or other shape in plan. The dedicated protective ceramic element 4 on the front part (tip) of the cultivator has a special sharpening and special fastening in the body of the cultivator. Its size, thickness, reach and geometry

могут отличаться от параметров других защитных элементов.may differ from the parameters of other protective elements.

На свободной лицевой направляющей поверхности культиватора также имеется более тонкое износостойкое покрьггие 5, нанесенное преимущественно напылением, например, слоем керамики с низким коэффициентом трения толщиной 0,5 мм. Зоны размещения этого покрытия на культиваторе очерчены пунктирными линиями.On the free front guide surface of the cultivator there is also a thinner wear-resistant coat 5, applied mainly by spraying, for example, a ceramic layer with a low coefficient of friction of 0.5 mm thickness. The areas of placement of this coating on the cultivator are outlined by dashed lines.

Керамические вставки 3,4 в конкретном примере выполнения культиватора имеют толщину порядка 3-10 мм, ширину 10 - 40 мм и среднюю длину 25 - 70 мм, для элемента 4 в носовой части размеры, как правило, наибольшие, в данном случае 8x40x60. При этом расстояние между защитными элементами вдоль лезвия может составлять от 5 до 30 мм и более. Расположение и геометрические размеры керамических пластин или накладок могут различаться в зависимости от условий износа и типа почвообрабатывающего орудия. Накладки 5 на лицевой поверхности культиватора могут иметь в плане форму круга.Ceramic inserts 3,4 in a specific example of the cultivator have a thickness of the order of 3-10 mm, a width of 10 - 40 mm and an average length of 25 - 70 mm, for element 4 in the bow, the dimensions are usually the largest, in this case 8x40x60. The distance between the protective elements along the blade can be from 5 to 30 mm or more. The location and geometric dimensions of ceramic plates or pads may vary depending on the conditions of wear and the type of tillage implement. The pads 5 on the front surface of the cultivator may have a plan in the form of a circle.

Среднее отношениеширины и длины вставок и накладок в указаннойThe average ratio of the width and length of the inserts and overlays in the specified

конструкции культиватора находятся в диапазоне 0,5 - 2. Среднее отношение толщины вставок к их длинев указанных случаях составляет примерно 0,2 - 0,3, аcultivator designs are in the range of 0.5 - 2. The average ratio of the thickness of the inserts to their lengths in these cases is approximately 0.2 - 0.3, and

отношение величины зазора между ними кдлине - около 0,4 - 0,6. Вthe ratio of the gap between them to the length is about 0.4 - 0.6. IN

зависимости от условий работы культиватора должны определяться, соответственно, геометрические параметры и место установки вставок или накладок в зоне максимального износа.Depending on the working conditions of the cultivator, the geometric parameters and the installation location of the inserts or pads in the zone of maximum wear should be determined, respectively.

Защитные элементы 3,4 могут монтироваться в пазах глубиной, примерно равной или меньшей толщины вставок и шириной, примерно равной их ширине как с применением клеев, так и механически с использованием, например, болтовых соединений, схемы ласточкиного хвоста и др. На лицевой поверхности культиватора покрытие 5 может быть нанесено плазменным напылением керамических слоев, в частности, двуокиси алюминия толщиной Oj3 -1 мм.Protective elements 3,4 can be mounted in grooves with a depth approximately equal to or less than the thickness of the inserts and a width approximately equal to their width both with the use of adhesives and mechanically using, for example, bolted joints, a swallow tail pattern, etc. On the front surface of the cultivator coating 5 can be applied by plasma spraying of ceramic layers, in particular, aluminum dioxide with a thickness of Oj3 -1 mm

Рабочий орган почвообрабатывающего орудия на примере культиватора функционирует следующим образом.The working body of the tillage implement on the example of a cultivator operates as follows.

Основное направление движения культиватора в почвенном слое осуществляется вдоль его нижней режущей кромки вперед к его заостренной части, поэтому частицы почвенного слоя движутся преимущественно вдоль его длинной стороны крыльев 1, а в области подьема - по сложной траектории снизу вверх. Вдоль указанных направлений поверхности рабочих органов установлены вставки или накладки 3 из керамических материалов, обладающих в 3...10 раз более высокими характеристиками абразивного износа, чем основной металл культиватора. При его работе значительную часть пути слои почвы контактируют непосредственно с керамической поверхностью вставок или накладок 3. Эта часть пути различна для разных траекторий движения почвенных слоев и типов керамических вставок.The main direction of movement of the cultivator in the soil layer is carried out along its lower cutting edge forward to its pointed part, therefore, the particles of the soil layer move mainly along its long side of wings 1, and in the upward region along a complex path from the bottom up. Along the indicated directions of the surface of the working bodies, inserts or pads 3 made of ceramic materials are installed, which have 3 ... 10 times higher abrasion characteristics than the main metal of the cultivator. During its operation, a significant part of the path, the soil layers are in direct contact with the ceramic surface of the inserts or pads 3. This part of the path is different for different paths of movement of the soil layers and types of ceramic inserts.

В данном случае защищенность рабочих частей культиватора максимальна. В областях между пластинами 3,4 абразивному износу подвергается непосредственно стальное несущее тело культиватора. Износ его зависит прежде всего от траектории движения частиц обрабатываемой почвы и от расстояния между защитными элементами 3,4, который сравнительно мал именно при указанных соотношениях толщины, шириныIn this case, the security of the working parts of the cultivator is maximum. In the areas between the plates 3,4, the steel supporting body of the cultivator is subjected to abrasion directly. Its wear and tear depends primarily on the trajectory of the particles of the cultivated soil and on the distance between the protective elements 3,4, which is comparatively small precisely at the indicated ratios of thickness, width

защитных элементов и расстояний между ними. Для предложенного устройства важную роль играет и вылет защитных элементов за геометрические границы стальной поверхности культиватора. В большинстве случаев он может быть нулевым или иметь незначительную величину 0-5 мм,protective elements and the distance between them. For the proposed device, the departure of protective elements beyond the geometric boundaries of the steel surface of the cultivator also plays an important role. In most cases, it can be zero or have an insignificant value of 0-5 mm,

В результате внедрения зшрочненных керамическими защитными элементами рабочих органов мащинных культиваторов, плугов и борон снижается стоимость обработки сельскохозяйственных площадей и повыщается производительность труда при невысоких капитальных затратах.Выпуск подобных почвообрабатывющих орудийAs a result of the introduction of machine cultivators, plows and harrows, stitched with ceramic protective elements of the working bodies, the cost of cultivating agricultural land is reduced and labor productivity is increased at low capital costs. Production of such tillage implements

сельскохозяйственных машин с керамическими защитными элементами может быть налажен в условиях обычных предприятий по производству сельскохозяйственной техники.agricultural machines with ceramic protective elements can be adjusted in the conditions of ordinary enterprises for the production of agricultural machinery.

Claims

1. A tillage implement containing cutting, guiding and protective elements, characterized in that at least the cutting elements of the tillage implement are additionally equipped with protective ceramic inserts or overlays fixed to the working surface, the ratio of the width of each of them to the length being in the range 0.2-5, the ratio of the thickness of the protective element to its length is in the range of 0.1-1, the ratio of the gap between the protective elements to their length is in the range of 0.1-10, and the departure for itnyh elements on the basis of working body is in the range 0-5 mm.

2. The tillage implement according to claim 1, characterized in that the protective ceramic inserts or pads have the shape of a circle, oval, regular or irregular polygon in plan, and in cross section the shape of a rectangle, trapezoid or curved shape.

3. Tillage tool according to claims 1 and 2, characterized in that the protective ceramic inserts or pads are fixed on the surface of the cutting elements mechanically, with glue, soldering or made by plasma spraying.

4. Tillage tool according to claims 1 to 3, characterized in that the protective ceramic inserts or pads located on the front nose of the cutting element have sharpening points to reduce abrasive wear of the elements of the working body located behind it.

5. Tillage tool according to claims 1 to 4, characterized in that its cutting elements are mounted stationary or rotatably relative to the supporting frame of the tillage implement.

6. Tillage tool according to claims 1-5, characterized in that its guiding working surfaces are provided with an additional wear-resistant coating with a thickness of 0.1-1.5 mm based on metal alloyed alloys, cermet or carbon-containing compounds, diamond spraying or ceramic with a low coefficient friction.