Робочий орган культиватора

Реферат: Робочий орган культиватора містить стрілчасту лапу з лезами, симетричними між собою і виконаними з двох спряжених криволінійних ділянок. Різальна крайка кожної ділянки виконана з локальним зміцненням нижньої сторони твердосплавним матеріалом у вигляді кіл, які розташовані з кроком, рівним діаметру елементів зміцнення по всій довжині леза, а по осі симетрії - з верхньої сторони на відстані, що дорівнює граничному зносу носка лапи. UA 77000 U (12) UA 77000 U UA 77000 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського машинобудування і може бути використана як робочий орган культиваторів для суцільного та міжрядного обробітку ґрунту. Відомі робочі органи культиватора у вигляді стрілчастих лап, профіль яких виконаний з криволінійним лезом, що виконано у вигляді кривої лінії, кривизна якої збільшується від початку леза до кінця, а кут між дотичною та напрямком руху зменшується [1]. Таке конструктивне виконання передбачає збільшення площі зносу за рахунок перерозподілу тиску ґрунту на лезо та крила лапи, що призводить до збільшення тягового опору робочого органу та швидкого зношення лапи, а також, як наслідок, до зменшення ефективності підрізання рослин бур'янів та неякісного кришення ґрунту. Для усунення даного недоліку запропоновано в [2] на поверхню стрілчастої лапи, паралельно напрямку руху, наплавляти смуги за допомогою лазерного променя як з одного боку напроти одна до одної так і в шахматному порядку. Недоліком такого конструктивного рішення є надзвичайно складна і трудомістка технологія зміцнення поверхні стрілчастої лапи. Це пов'язано з великою кількістю чинників, що впливають на кінцевий результат зміцнення поверхні лапи. Так форма зміцненої зони, її геометричні параметри і розподіл по ній твердості визначаються властивостями оброблюваного металу, просторово-часовими параметрами лазерного випромінювання і параметрами обробки (діаметр плями, потужність лазерного випромінювання, швидкість переміщення та ін.), що складно досягти в зв'язку з низькою точністю вимірювання енергії імпульсів, вибором режимів обробки і як наслідок отримання оптимальної щільності енергії і щільності потужності обробки [3]. Ще одним недоліком є вплив лазерного термозміцнення на комплекс механічних властивостей металу і стану міцнісних і фрикційних критеріїв. Так дослідження [4] свідчать про існування складного поля напруг в поверхневому шарі, який оброблений лазерним випромінюванням, що може істотно впливати на працездатність робочого органу в важких умовах роботи, тобто в таких умовах можливе викришування зносостійкої частини наплавлених смуг, що призводить до інтенсивного спрацювання леза та погіршення виконання технологічного процесу обробітку ґрунту. Відоме технічне рішення [5], в якому підвищення зносостійкості культиваторної лапи досягається за рахунок надання поверхні леза реберчастого профілю, причому ребра утворюються за рахунок руйнування перемичок при їх спрацюванні між лезом та отворами. Недоліком такого технічного рішення є те, що в початковий момент "відкриття" отворів на крайці леза формується поверхня у вигляді впадин, що зумовлює утримання рослин і як наслідок їх забивання. Такий ефект може спостерігатися, як мінімум, до спрацювання леза до половини діаметра отворів, коли утворюються умови формування реберчастого профілю. Запропонована конструкція робочого органу не забезпечує також збільшення довговічності найбільш зношуваного елемента - носка лапи. Це пояснюється тим, що швидкість зношування носка лапи значно перевищує швидкість зношування крил, а утворення на носкові при його спрацюванні реберчастої поверхні сприяє збільшенню тягового опору. Крім того, технологія виготовлення таких робочих органів є також надто складною і не є доцільною з економічної точки зору. Меншу енергоємність рихлення ґрунту та підвищення якості підрізання рослин бур'янів для різних типів ґрунтів забезпечується робочим органом культиватора [6], форма різальної крайки кожного крила лапи якого виконана з двох спряжених криволінійних ділянок, причому кривизна крайки першої ділянки в системі ортогональних координат з початком в точці О 1 – носок лапи, 23 4 визначається із залежності: у1=0,36x1 +0,78x1 8,526x1 +60,01х1 , а кривизна крайки крила лапи другої ділянки в системі ортогональних координат з початком в точці О 2 - спряження криволінійних ділянок леза лапи, визначається за залежністю: 23 4 у2=1,145x2-117,041x2 1142,1x2 +105095x2 , де х1,у1 та х2,у2-координати точок ліній крайки леза лапи, відповідно, першої та другої ділянок, при цьому вісь x1 співпадає з лінією симетрії лапи, а вісь х2 - паралельна останній. Виконання такого профілю леза дозволяє якісно виконувати обробіток ґрунту з найменшими витратами енергії для різних типів ґрунтів за рахунок використання повного діапазону кута розхилу 2 від 40° до 80° та забезпечує рівномірний знос по всій довжині леза. Недоліком такої конструкції культиваторної лапи є спрацювання по всій довжині леза. Проте, за технічним результатом та кількістю схожих ознак дана конструкція прийнята за прототип. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити довговічність та ефективність роботи культиваторних лап при виконанні технологічного процесу шляхом створення зубчастої форми різальної крайки за рахунок локального зміцнення леза. 1 UA 77000 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в запропонованому робочому органу культиватора, з лезами, симетричними між собою і виконаними з двох спряжених криволінійних ділянок (креслення), різальна крайка кожної ділянки виконана з локальним зміцненням нижньої сторони твердосплавним матеріалом у вигляді кіл, які розташовані з кроком, рівним діаметру елементів зміцнення по всій довжині леза, а по осі симетрії - на відстані, що дорівнює граничному зносу носка лапи. Робочий орган культиватора пояснюється графічно (креслення, вид зверху) і включає стрілчасту лапу з лезами, симетричними між собою і виконаними із змінним кутом розхилу на носку, кривизна крайки якої з початком в точці O1 - носок лапи визначається із залежності: 23 4 y1=0,36x1+0,78x1 8,526x1 +60,01x1 , та крилах, кривизна крайки яких з початком в точці O2 2 спряженні криволінійних ділянок леза лапи визначається за залежністю: у2=1,145x2-117,041x2 3 4 1142,1x2 +105095x2 , мають локальне зміцнення з нижньої сторони твердосплавним матеріалом у вигляді кіл, які розташовані з кроком L, що дорівнює діаметру елементів зміцнення d по всій довжині леза, а по осі симетрії - з верхньої сторони на відстані, що дорівнює граничному зносу носка лапи L=1LГ. Виконання такого профілю леза з локальним зміцненням лапи культиватора дозволяє збільшити ресурс і забезпечує рівномірний знос елементів лапи (носок, крила) за рахунок рівностійкості всіх ділянок поверхні лапи та дозволяє значно зменшити імовірність забивання та обволікання культиваторних лап рослинами бур'янів. Робочий орган культиватора працює таким чином. При заглибленні культиваторної лапи в ґрунт на задану глибину для виконання технологічного процесу поверхневого обробітку внаслідок того, що при руйнуванні шару ґрунту найбільше навантаження приходиться на носок, особливо на його верхню поверхню, то верхнє локальне зміцнення по осі симетрії буде забезпечувати меншу швидкість зношування носка у порівнянні з крилами лапи внаслідок того, що максимальний тиск ґрунту приходиться на зносостійкий шар. За рахунок різної швидкості спрацювання основного і нижнього локального твердосплавного матеріалів крил лапи забезпечується ефект самозагострення з формуванням зубчастої поверхні з плавним переходом між впадинами та виступами, що сприяє більш якісному перерізанню рослин бур'янів, руйнуванню та рихленню ґрунту. Виготовлення таким чином леза культиваторної лапи належить до самозагострювальних лез другого роду. Таким чином, запропонована конструкція робочого органу культиватора дозволить збільшити ресурс та значно зменшити тяговий опір культиваторної лапи. Таке конструктивне виконання лапи дозволяє збільшити швидкість руху ґрунту по лезу і тим самим значно зменшити імовірність його забивання рослинними залишками. Запропоноване рішення прийнятне для промислового використання. В джерелах інформації стрілчастих лап культиваторів з такими ознаками не виявили, тому просимо надати даному рішенню правовий захист. Джерела інформації: 1. Пат. 63754 МПК А01В35/26. Робочий орган культиватора / Гаврильченко А.С., Волик Б.А., Тищенко С.С. - № 2003065622; заявл. 18.06.03; опубл. 15.01.04. Бюл. № 1. 2. Пат. 25889 Україна, МПК А01В35/26. Робочий орган культиватора / Кобець А.С., Волик Б.А., Терещенко М.В., Пугач A.M.; заявник та власник Дніпропетровський державний аграрний університет. - № u200704167; заявл. 16.04.07; опубл.27.08.07, Бюл. № 13. 3. Тарельник В.Б. Підвищення стійкості різального інструменту технологічними методами / В.Б. табельник, Є.В. Коноплянченко, B.C. Марцинковський. - Суми: Університетська книга, 2011. - 189 с. 4.Геллер М.А. Расчет температур и термических напряжений при закалке стали лазерным и электронными пучками / М.А. Геллер, Г.Е. Горелик, И.Е. Павлюкович// Физическая и химическая обработка материалов. - 1986. - №4. - С. 16-21. 5. Пат. 31616 Україна, МПК А01В35/26. Робочий орган культиватора / Кобець А.С., Волик Б.А., Сокол СП., Пугач A.M.; заявник та власник Дніпропетровський державний аграрний університет. - № u200715028; заявл. 29.12.07; опубл. 10.04.08, Бюл. № 7. 6. Пат. 39713 Україна, МПК А01В35/00. Робочий орган культиватора/ Козаченко О.В., Шкрегаль О.М., Блезнюк О.В.; заявник та власник ХНТУСГ ім. П. Василенка. -№ u200811612; заявл. 29.09.08; опубл. 10.03.09, Бюл. № 5. 2 UA 77000 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Робочий орган культиватора, що містить стрілчасту лапу з лезами, симетричними між собою і виконаними з двох спряжених криволінійних ділянок, який відрізняється тим, що різальна крайка кожної ділянки виконана з локальним зміцненням нижньої сторони твердосплавним матеріалом у вигляді кіл, які розташовані з кроком, рівним діаметру елементів зміцнення по всій довжині леза, а по осі симетрії - з верхньої сторони на відстані, що дорівнює граничному зносу носка лапи. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3