RU105791U1

RU105791U1 - CULTIVATOR'S PAW

Info

Publication number: RU105791U1
Application number: RU2011100888/21U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Ветер; Василий Викторович Бондаренко; Геннадий Анатольевич Белкин; Геннадий Владимирович Ткачук; Александр Николаевич Горлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ВАЛОК" (ООО "НПП "ВАЛОК")
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-06-27

Abstract

1. Лапа культиватора, содержащая держатель, два крыла с наплавленными износостойким слоем лезвиями и носовую часть, отличающаяся тем, что наплавленный износостойкий слой выполнен на наружной поверхности каждого лезвия вдоль режущей кромки под углом 1-30° относительно края режущей кромки к носовой части, а носовая часть с наружной стороны имеет наплавленный слой. ! 2. Лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что толщина наплавленного слоя каждого лезвия составляет 0,04-0,85 от толщины крыла, а ширина наплавленного слоя составляет 2-30 от толщины наплавленного слоя. ! 3. Лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что толщина наплавленного слоя носовой части составляет 0,15-5,2 от толщины наплавленного слоя лезвий. ! 4. Лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что ширина наплавленного слоя носовой части составляет 0,15-2,8 от ширины наплавленного слоя лезвий. ! 5. Лапа культиватора по п.1, отличающаяся тем, что наплавленный слой лезвий и носовой части наряду с другими легирующими элементами содержит по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома. 1. The paw of the cultivator, containing the holder, two wings with a deposited wear-resistant layer of blades and a nose, characterized in that the deposited wear-resistant layer is made on the outer surface of each blade along the cutting edge at an angle of 1-30 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose, and the nose on the outside has a deposited layer. ! 2. The cultivator paw according to claim 1, characterized in that the thickness of the deposited layer of each blade is 0.04-0.85 of the thickness of the wing, and the width of the deposited layer is 2-30 of the thickness of the deposited layer. ! 3. The paw of the cultivator according to claim 1, characterized in that the thickness of the deposited layer of the bow is 0.15-5.2 of the thickness of the deposited layer of the blades. ! 4. The paw of the cultivator according to claim 1, characterized in that the width of the deposited layer of the bow is 0.15-2.8 of the width of the deposited layer of the blades. ! 5. The cultivator paw according to claim 1, characterized in that the deposited layer of the blades and nose, along with other alloying elements, contains 1.0-6.5% carbon and 2.5-45.0% chromium by weight.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к орудиям для обработки почвы и может быть использована при изготовлении и ремонте культиваторных лап паровых и междурядных культиваторов.The utility model relates to agricultural engineering, in particular, to tools for tillage and can be used in the manufacture and repair of cultivating paws of steam and inter-row cultivators.

Известна культиваторная лапа, у которой на краю режущих лезвий нанесен наплавкой износостойкий слой [1]. Недостатком известной лапы является ее низкая стойкость.A cultivating leg is known in which a wear-resistant layer is deposited on the edge of the cutting blades [1]. A disadvantage of the known paws is its low resistance.

Наиболее близкой к заявляемой является лапа культиватора, содержащая держатель и два крыла с наплавленными износостойким слоем режущими лезвиями [2]. Недостатком известной конструкции лапы является ее низкая стойкость, т.к. ней не регламентировано соотношение размеров наплавленного слоя с толщиной металла лапы.Closest to the claimed is the paw of the cultivator, containing the holder and two wings with a deposited wear-resistant layer of cutting blades [2]. A disadvantage of the known construction of the paw is its low resistance, because it does not regulate the ratio of the size of the deposited layer with the thickness of the metal paws.

Технический результат полезной модели - повышение срока службы лапы культиватора при равномерном износе режущей части.The technical result of the utility model is to increase the service life of the cultivator paws with uniform wear of the cutting part.

Технический результат достигается тем, что в лапе культиватора, содержащей держатель, два крыла с наплавленными износостойким слоем лезвиями и носовую часть, наплавленный износостойкий слой выполнен на наружной поверхности каждого лезвия вдоль режущей кромки под углом 1-30° относительно края режущей кромки к носовой части, а носовая часть с наружной стороны имеет наплавленный слой. Толщина наплавленного слоя каждого лезвия составляет 0,04-0,85 от толщины крыла, а ширина наплавленного слоя составляет 2-30 от толщины наплавленного слоя. Толщина наплавленного слоя носовой части составляет 0,15-5,2 от толщины наплавленного слоя лезвий, а его ширина составляет 0,15-2,8 от ширины наплавленного слоя лезвий. Наплавленный слой лезвий и носовой части наряду с другими легирующими элементами содержит по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома.The technical result is achieved by the fact that in the leg of the cultivator containing the holder, two wings with a deposited wear-resistant layer of blades and a nose, a deposited wear-resistant layer is made on the outer surface of each blade along the cutting edge at an angle of 1-30 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose, and the nose on the outside has a deposited layer. The thickness of the deposited layer of each blade is 0.04-0.85 of the thickness of the wing, and the width of the deposited layer is 2-30 of the thickness of the deposited layer. The thickness of the deposited layer of the bow is 0.15-5.2 of the thickness of the deposited layer of the blades, and its width is 0.15-2.8 of the width of the deposited layer of the blades. The deposited layer of blades and nose, along with other alloying elements, contains 1.0-6.5% carbon and 2.5-45.0% chromium by weight.

На фиг.1 изображена лапа культиватора, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.Figure 1 shows the paw of a cultivator, top view; figure 2 is a section aa in figure 1, figure 3 is a section bb in figure 1.

Лапа культиватора состоит из держателя 1 и двух крыльев 2 толщиной δ с наплавленным слоем 3 толщиной h и шириной l, расположенный на наружной поверхности вдоль края крыльев (лезвий), носовой части 4, с наплавленным слоем 5 толщиной b, шириной с и длиной а. Наплавленный износостойкий слой выполнен на наружной поверхности каждого лезвия вдоль режущей кромки под углом α относительно края режущей кромки к носовой части.The cultivator paw consists of a holder 1 and two wings 2 of thickness δ with a deposited layer 3 of thickness h and width l, located on the outer surface along the edge of the wings (blades), bow 4, with a deposited layer 5 of thickness b, width c and length a. The deposited wear-resistant layer is made on the outer surface of each blade along the cutting edge at an angle α relative to the edge of the cutting edge to the nose.

Нанесение на наружную поверхность лезвий износостойкого слоя обеспечивает его самозатачивание. Самозатачивающееся лезвие состоит из двух слоев, материалы которых значительно отличаются по износостойкости. Режущий слой в заявленной лапе выполнен из более износостойкого наплавленного металла. Второй слой, выполненный из относительно мягкого, вязкого материала (например, стали 65Г), является несущим; его назначение - предохранять режущий слой от поломок. Как правило, лапы культиваторов изготавливают из стали 20, стали 65Г и других углеродистых сталей. Эти стали хорошо поддаются штамповке, горячей ковке и механической обработке твердосплавным режущим инструментом, при этом они обладают относительно невысокой износостойкостью по сравнению с более легированными сталями и сплавами. Во время работы лезвия износостойкий слой должен постоянно выступать на лезвии и резать почву (сорные растения или другие сельскохозяйственные материалы). В процессе работы лапы самозатачивающееся лезвие должно сохранять достаточную остроту профиля. Сама форма профиля двухслойного лезвия, получающаяся при изнашивании, как показали исследования, зависит от износостойкости материалов слоев и соотношения толщины крыла культиватора и размеров наплавленного износостойкого шва.Drawing on the outer surface of the blades wear-resistant layer ensures its self-sharpening. The self-sharpening blade consists of two layers, the materials of which differ significantly in wear resistance. The cutting layer in the claimed paw is made of a more wear-resistant deposited metal. The second layer, made of a relatively soft, viscous material (for example, steel 65G), is a carrier; Its purpose is to protect the cutting layer from damage. As a rule, the paws of cultivators are made of steel 20, steel 65G and other carbon steels. These steels lend themselves well to stamping, hot forging and machining with carbide cutting tools, while they have relatively low wear resistance compared to more alloy steels and alloys. During blade operation, the wear-resistant layer must constantly protrude on the blade and cut the soil (weeds or other agricultural materials). During the operation of the paws, the self-sharpening blade should maintain sufficient profile sharpness. The very shape of the profile of a two-layer blade resulting from wear, as shown by studies, depends on the wear resistance of the layer materials and the ratio of the thickness of the wing of the cultivator and the size of the deposited wear-resistant seam.

Рабочие органы лемеха имеют большую площадь контакта с обрабатываемой почвой, при этом нагрузки на отдельные участки рабочей поверхности в значительной мере отличаются друг от друга. Выступающий перед лезвием носок в процессе резания первым внедряется в почвенную среду, обеспечивая заглубление лапы и ее устойчивость при работе. Высокое давление, реализуемое в зоне повышенного силового контакта режущей кромки носка с почвой, вызывает его опережающее изнашивание по отношению к лезвиям крыльев лапы. По мере роста наработки лапы величина вылета носка перед лезвием снижается, приближаясь к нулю, поэтому лишается способности заглубляться. В итоге лапа выбраковывается с большим запасом неизношенного металла по ширине.The working bodies of the ploughshare have a large contact area with the treated soil, while the loads on individual sections of the working surface are significantly different from each other. The sock protruding in front of the blade during the cutting process is the first to be introduced into the soil environment, providing deepening of the paw and its stability during operation. The high pressure realized in the zone of increased force contact of the cutting edge of the sock with the soil causes its outstripping wear with respect to the blades of the wings of the paw. As the working time of the paw increases, the size of the toe in front of the blade decreases, approaching zero, therefore it loses the ability to penetrate. As a result, the paw is rejected with a large supply of unworn metal in width.

В заявленной конструкции лапы культиватора наплавленный слой на наружной поверхности каждого лезвия выполнен вдоль режущей кромки под углом α=1-30° относительно края режущей кромки к носовой части, причем носовая часть с наружной стороны имеет наплавленный износостойкий слой.In the claimed design of the cultivator paws, the deposited layer on the outer surface of each blade is made along the cutting edge at an angle α = 1-30 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose, and the nose on the outside has a deposited wear-resistant layer.

В предложенной конструкции лапы, в процессе ее эксплуатации, начинает интенсивно изнашиваться основной металл (например, сталь 65Г). Износ происходит в первую очередь в неупрочненном месте носовой части и вдоль лезвий. При достижении износа границы наплавленных участков, в этой части лапы изнашивание резко уменьшается, а под упрочненным слоем - продолжается. В результате режущая и носовая части самозатачиваются, в носовой части образуется отрицательный угол «затылочной фаски» и образуется новая конструкция, где выступающий вперед наплавленный валик носовой части работает по принципу «долота», которое является универсальным орудием для рыхления легких и среднетяжелых земель. Приобретаемый после износа неупрочненного участка оригинальный профиль носовой части с выступающим вперед наплавленным валиком обеспечивает поднятие, крошение и вспушивание почвы, но не вызывает сгруживания почвы и ее уплотнения. Одновременно за счет процесса самозатачивания лезвий лучше удаляются сорняки, более качественно обрабатывается почва - без пропусков. При угле α<1° процесс образования долотообразной формы носка, т.е. резко выступающей передней части практически не происходит, а при α>30° после износа неупрочненной части, режущий угол упрочненных лезвий на крыльях значительно увеличивается, что повышает износ крыльев и снижает производительность обработки почвы.In the proposed construction of the paw, during its operation, the base metal begins to wear out intensively (for example, 65G steel). Wear occurs primarily in an unstressed place on the bow and along the blades. Upon reaching the wear of the boundary of the deposited sections, in this part of the paw, the wear sharply decreases, and under the hardened layer it continues. As a result, the cutting and nose parts are self-sharpening, a negative angle of the “occipital chamfer” is formed in the nose and a new design is formed where the forward weld bead of the nose works according to the “chisel” principle, which is a universal tool for loosening light and medium-heavy lands. The original bow profile acquired after wear of the unreinforced area with the weld bead protruding forward ensures the soil is raised, crumbled and fluffed, but does not cause soil compaction and compaction. At the same time, due to the process of self-sharpening the blades, weeds are better removed, the soil is better processed - without gaps. At an angle α <1 °, the formation of a chisel-like shape of the toe, i.e. sharply protruding front part practically does not occur, and at α> 30 ° after wear of the unstressed part, the cutting angle of the hardened blades on the wings increases significantly, which increases the wear of the wings and reduces the productivity of soil cultivation.

Оптимальное самозатачивание лезвия обеспечивается при толщине наплавленного слоя h равной 0,04-0,85 от толщины крыла δ. Если это соотношение будет меньше, то основной металл лезвия будет изнашиваться медленнее, начнет затупляться лезвие, что приведет к снижению качества обработки почвы. При превышении верхнего значения соотношения, наоборот, из-за малой толщины основной металл лезвия будет изнашиваться быстро, обнажится износостойкий слой и он начнет крошиться.Optimum self-sharpening of the blade is ensured when the thickness of the deposited layer h is 0.04-0.85 of the thickness of the wing δ. If this ratio is less, then the base metal of the blade will wear out more slowly, the blade will begin to blunt, which will lead to a decrease in the quality of tillage. If the upper value of the ratio is exceeded, on the contrary, due to the small thickness, the base metal of the blade will wear out quickly, a wear-resistant layer will be exposed and it will begin to crumble.

Отсутствие выкрашивания наплавленного слоя и оптимальное самозатачивание лезвий обеспечивается при ширине наплавленного слоя лезвий l равной 2-30 от толщины h наплавленного слоя лезвий. При меньшем значении соотношения ширина упрочненного слоя резко уменьшается, что приводит к снижению стойкости лапы; при превышении верхнего значения наблюдается износ основного металла лезвия, обнажается износостойкий слой, что приводит к его выкрашиванию.The absence of spalling of the deposited layer and optimal self-sharpening of the blades is ensured when the width of the deposited layer of blades l is equal to 2-30 of the thickness h of the deposited layer of blades. With a lower value of the ratio, the width of the hardened layer decreases sharply, which leads to a decrease in the resistance of the paw; when the upper value is exceeded, wear of the base metal of the blade is observed, a wear-resistant layer is exposed, which leads to its chipping.

Наплавка износостойкого слоя на наружную поверхность лезвий повышает износостойкость лапы за счет того, что при этом наблюдается равномерный износ нижней части лезвия под подрезанным слоем почвы, а верхний поднятый слой скользит по износостойкому слою. За счет равномерного износа сохраняется острота режущей кромки и ее стойкость на излом и выкрашивание.Surfacing the wear-resistant layer on the outer surface of the blades increases the wear resistance of the paw due to the fact that there is uniform wear of the lower part of the blade under the cut soil layer, and the upper raised layer glides along the wear-resistant layer. Due to uniform wear, the sharpness of the cutting edge and its resistance to fracture and chipping are maintained.

Толщина b наплавленного слоя на носовой части лапы составляет 0,15-5,2 от толщины h наплавленного слоя лезвий, а его ширина с составляет 0,15-2,8 от ширины l наплавленного слоя лезвий. При меньшем значении наблюдается достаточно быстрый износ носовой части, а при превышении верхнего предела - происходит скалывание упрочненного слоя. Длина а наплавленного слоя носовой части зависит от типа лапы и может достигать места крепления в держателе (отверстий).The thickness b of the deposited layer on the fore part of the paw is 0.15-5.2 of the thickness h of the deposited layer of the blades, and its width c is 0.15-2.8 of the width l of the deposited layer of the blades. At a lower value, a rather rapid wear of the bow is observed, and when the upper limit is exceeded, the hardened layer cleaves. The length a of the deposited layer of the bow depends on the type of paw and can reach the place of attachment in the holder (holes).

Выполнение износостойкого наплавленного слоя, как на лезвиях, так и на носовой части из сплава с содержанием по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома, обеспечивает быстрое формирование долотообразной формы носовой части и улучшенное самозатачивание (сохранение оптимального профиля лезвия) за счет ускоренного изнашивания основного металла и замедленного изнашивания наплавленного слоя. При меньшем содержании углерода и хрома ускоряется процесс изнашивания наплавленного слоя, а при большем - резко увеличивается хрупкость наплавленного металла и повышается его склонность к выкрашиванию.The implementation of the wear-resistant deposited layer, both on the blades and on the nose of the alloy with a mass content of 1.0-6.5% carbon and 2.5-45.0% of chromium, provides quick formation of a chisel-like shape of the nose and improved self-sharpening (maintaining the optimal profile of the blade) due to the accelerated wear of the base metal and the delayed wear of the deposited layer. With a lower content of carbon and chromium, the process of wear of the deposited layer is accelerated, and with a higher content, the fragility of the deposited metal sharply increases and its tendency to chipping increases.

Пример. Лапа культиватора выполнена горячим прессованием из стали 65Г и состоит из держателя 1 и двух крыльев 2 толщиной 6 мм с наплавленным слоем 3 толщиной 2 мм, что составляет 0,33 от толщины крыла и шириной 25 мм, что составляет 12,5 от толщины наплавленного слоя. Наплавленный слой расположен на наружной поверхности вдоль края крыльев (лезвий) под углом 9° относительно края режущей кромки к носовой части. Носовая часть с наружной стороны имеет наплавленный слой, толщиной 3,6 мм, что составляет 1,8 от толщины наплавленного слоя лезвий, и шириной 15 мм, что составляет 0,6 от ширины наплавленного слоя лезвий. Наплавка выполнена плазменно-порошковым способом сплавом следующего состава, масс.%: углерод 2,5; хром 20,5; молибден 1,5; кремний 1,1; марганец 1,2; железо - остальное. При эксплуатации такой лапы в первую очередь изнашивается основной металл - сталь 65Г, обнажается наплавленный слой, в результате проявляется явление самозатачивания. В связи с установленным соотношением между толщиной крыла и размерами наплавленного слоя лезвий и носовой части, при рекомендованном содержании в наплавленном металле углерода и хрома, наблюдается быстрое формирование долотообразной формы носовой части и сохранение процесса самозатачивания лезвий до полного износа наплавленного слоя.Example. The cultivator paw is hot pressed from 65G steel and consists of a holder 1 and two wings 2 6 mm thick with a deposited layer 3 2 mm thick, which is 0.33 of the wing thickness and 25 mm wide, which is 12.5 of the thickness of the deposited layer . The deposited layer is located on the outer surface along the edge of the wings (blades) at an angle of 9 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose. The outer part of the outer side has a deposited layer, a thickness of 3.6 mm, which is 1.8 of the thickness of the deposited layer of the blades, and a width of 15 mm, which is 0.6 of the width of the deposited layer of the blades. Surfacing is performed in a plasma-powder manner by an alloy of the following composition, wt.%: Carbon 2.5; chrome 20.5; molybdenum 1.5; silicon 1.1; manganese 1.2; iron is the rest. During the operation of such a paw, the main metal, steel 65G, wears out first, the deposited layer is exposed, as a result, the phenomenon of self-sharpening is manifested. In connection with the established ratio between the thickness of the wing and the dimensions of the deposited layer of the blades and the nose, at the recommended content of carbon and chromium in the deposited metal, there is a rapid formation of a chisel-like shape of the nose and preservation of the self-sharpening process of the blades until the deposited layer is completely worn.

Таким образом, применение предложенной конструкции лапы позволяет привести в соответствие интенсивность изнашивания носовой части и лезвия и, как следствие, сохранить исходную долотообразную форму носовой части и ее заглубляющую способность в течение всего срока эксплуатации. Последнее, в свою очередь, позволит значительно расширить границу изнашивания лапы по ширине, более полно использовать заложенный в детали металл, существенно увеличить ресурс лапы и, что наиболее важно, сохранить функциональные качества лапы неизменными на протяжении всего срока эксплуатации. В результате, срок службы лап возрастает в 2-4 раза при равномерном изнашивании и отсутствии выкрашивания, снижается расход топлива, улучшается качество обработки почвы.Thus, the application of the proposed design of the paw allows you to bring in line the wear rate of the bow and blade and, as a result, maintain the original chisel shape of the bow and its deepening ability over the entire life cycle. The latter, in turn, will significantly expand the paw wear border in width, make fuller use of the metal embedded in the part, significantly increase the paw resource and, most importantly, keep the paw’s functional qualities unchanged throughout its entire life. As a result, the service life of the paws increases by 2-4 times with uniform wear and the absence of spalling, fuel consumption is reduced, and the quality of tillage is improved.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №2216138 МПК А01В 35/20. Опубл. 20.11.20031. RF patent №2216138 IPC АВВ 35/20. Publ. 11/20/2003

2. Патент РФ №2070363 МПК А01В 35/00. Опубл. 20.12.19962. RF patent №2070363 IPC АВВ 35/00. Publ. 12/20/1996

Claims

1. The paw of the cultivator, containing the holder, two wings with a deposited wear-resistant layer of blades and a nose, characterized in that the deposited wear-resistant layer is made on the outer surface of each blade along the cutting edge at an angle of 1-30 ° relative to the edge of the cutting edge to the nose, and the nose on the outside has a deposited layer.

2. The cultivator paw according to claim 1, characterized in that the thickness of the deposited layer of each blade is 0.04-0.85 of the thickness of the wing, and the width of the deposited layer is 2-30 of the thickness of the deposited layer.

3. The paw of the cultivator according to claim 1, characterized in that the thickness of the deposited layer of the bow is 0.15-5.2 of the thickness of the deposited layer of the blades.

4. The paw of the cultivator according to claim 1, characterized in that the width of the deposited layer of the bow is 0.15-2.8 of the width of the deposited layer of the blades.

5. The cultivator paw according to claim 1, characterized in that the deposited layer of the blades and nose, along with other alloying elements, contains 1.0-6.5% carbon and 2.5-45.0% chromium by weight.