RU228410U1 - Плуг - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к сельскому хозяйству. Плуг содержит рабочий орган с лемешно-отвальной поверхностью винтового типа и элементы присоединения ее к базовой раме орудия. Отвальная поверхность выполнена в виде части поверхности открытого тора, которая образована винтовым вращением производящей вокруг оси. На винтовой лемешно-отвальной поверхности плуга имеется модифицированный слой, полученный в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки. Лемех имеет лезвие в виде обреза спирали. Нижний и верхний обрезы отвальной поверхности по всей их длине дополнительно снабжены пластинами винтовой формы и сопряжены с ними. Ширина пластины выполнена увеличивающейся в направлении от лемеха к противоположному относительно него обрезу отвальной поверхности. Верхняя часть лемеха выполнена выступающей относительно его нижней части. Верхний обрез отвальной поверхности смещен назад относительно ее нижнего обреза и расположен вдоль продольной оси орудия. Нижний обрез отвальной части расположен под острым углом к продольной оси орудия и в хвостовой части смещен назад относительно его верхней части. Обеспечивается создание на лемешно-отвальной поверхности плуга модифицированного слоя с повышенной механической прочностью, полученного в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям отвального типа.

Особенностью эксплуатации почвообрабатывающих орудий является повышенный износ рабочих элементов (плугов), взаимодействующих с абразивными частицами верхнего слоя почвы.

В процессе такой работы происходит разрушение поверхности и деформация рабочих элементов, что в дальнейшем требует их замены. В условиях постоянного абразивного воздействия наиболее изнашиваемыми элементами почвообрабатывающих орудий являются плуги, воспринимающие основные механические нагрузки при разрушении верхнего слоя почвы, подрезании и подкапывании почвенных пластов. Так как плуги подвергаются высокому абразивному износу лемешно-отвальной поверхности, время их эксплуатации является не продолжительным, что требует проведения частых восстановительных работ и регулярной замены плугов почвообрабатывающего орудия. В связи с этим задача разработки конструкции плугов с повышенной сопротивляемостью поверхности износу является актуальной и экономически востребованной в сельскохозяйственном машиностроении.

Наиболее часто применяемыми методами упрочнения поверхности в промышленном производстве является поверхностное пластическое деформирование, электродуговая наплавка, закалка, цементация, плазменное напыление износостойких покрытий и др.

Известна конструкция рабочего органа отвального плуга [Патент RU №2488258, МПК А01В 15/00, 27.07.2013], содержащая стойку с башмаком и полевой доской, лемех и отвал. К отвалу с тыльной стороны рабочей поверхности прикреплены упругие накладки. В качестве средства регулирования использовано шарнирное соединение лемешно-отвальной поверхности со стойкой. Кромки пластин выполнены скругленными.

Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая стойкость лемешно-отвальной поверхности плуга к абразивному изнашиванию, приводящая к снижению эксплуатационной надежности.

Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция почвообрабатывающего орудия [Патент RU №2033001, МПК А01В 15/02, 20.04.21995], выполненная в виде полунавесного орудия, включающего базовую раму, образованную из системы разъемных брусьев, соединенных одинаковыми разъемными хомутами между собой и с плужными корпусами; винтовые лемешно-отвальные корпуса образованы частью открытого тора, винтовым лемехом и винтовыми удлинителями боковых обрезов торовой части, причем верхняя из них расширена и выступает впереди нижней режущей кромки лемеха, а ее боковой обрез проходит параллельно оси плуга и, продолжая, отсекает хвостовую отвальную часть с возрастанием ее ширины. Опорой плуга является лыжа с телескопической стойкой с системой отверстий для регулировки глубины вспашки. Лемешно-отвальная поверхность плуга снабжена системой сквозных отверстий для связи с атмосферой.

Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая стойкость лемешно-отвальной поверхности плуга к абразивному изнашиванию, приводящая к снижению эксплуатационной надежности.

Задачей полезной модели является создание конструкции плуга с повышенной стойкостью лемешно-отвальной поверхности к абразивному изнашиванию и повышенной эксплуатационной надежностью.

Технический результат полезной модели заключается в создании на лемешно-отвальной поверхности плуга модифицированного слоя с повышенной механической прочностью, полученного в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемой конструкции плуга, содержащей рабочий орган с лемешно-отвальной поверхностью винтового типа и элементы присоединения ее к базовой раме орудия, а отвальная поверхность выполнена в виде части поверхности открытого тора, которая образована винтовым вращением производящей вокруг оси, а лемех имеет лезвие в виде обреза спирали, причем нижний и верхний обрезы отвальной поверхности по всей их длине дополнительно снабжены пластинами винтовой формы и сопряжены с ними, при этом ширина пластины выполнена увеличивающейся в направлении от лемеха к противоположному относительно него обрезу отвальной поверхности, верхняя часть лемеха выполнена выступающей относительно его нижней части, а верхний обрез отвальной поверхности смещен назад относительно ее нижнего обреза и расположен вдоль продольной оси орудия, при этом нижний обрез отвальной части расположен под острым углом к продольной оси орудия и в хвостовой части смещен назад относительно его верхней части, согласно новому техническому решению, на винтовой лемешно-отвальной поверхности плуга имеется модифицированный слой, полученный в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки.

Конструкция плуга может быть изготовлена из конструкционных сталей путем прокатки, механической обработки, обработки давлением. Лазерная цементация поверхностного слоя плуга осуществляется за счет его термодиффузионного насыщения углеродом из графитовой обмазки, предварительно нанесенной на модифицируемую поверхность.

Описание конструкции.

На фиг. 1 приведена конструкция плуга,

где 1 - плуг, 2 - режущая кромка лемеха, 3 - винтовая лемешно-отвальная поверхность, 4 - телескопическая стойка, 5 - система отверстий, 6 - болтовой фиксатор, 7 - система сквозных отверстий, 8 - модифицированный слой.

Плуг (фиг. 1) содержит раму (на фигуре не показана), к которой посредством телескопических стоек 4 с системами отверстий 5 и болтовыми фиксаторами 6 крепятся плуги 1, имеющие винтовую лемешно-отвальную поверхность 3 и режущую кромку лемеха 2. На лемешно-отвальной поверхности 3 плуга 1 имеется система сквозных отверстий 7.

На винтовой лемешно-отвальной поверхности 3 плуга 1 имеется модифицированный слой 8, который имеет толщину 200-300 мкм. Модифицированный слой 8 винтовой лемешно-отвальной поверхности 3 получен в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки и имеет микротвердость в диапазоне значений 12-14 ГПа. Данный слой обеспечивает повышенную механическую прочность винтовой лемешно-отвальной поверхности 3 и ее стойкость к абразивному изнашиванию, что в свою очередь повышает эксплуатационную надежность конструкции плуга.

Устройство работает следующим образом.

За счет тракторной тяги каждый плуг 1 заглубляется в почву режущей кромкой лемеха 2 на заданную глубину и осуществляет подрезание почвенных пластов овального сечения. Заглубление плуга 1 регулируется телескопической стойкой 4 с системой отверстий 5 и болтовым фиксатором 6, которые крепятся на раме (на фигуре не показана). В процессе заглубления плуга 1 в почву и в процессе вспашки винтовая лемешно-отвальная поверхность 3 подвергается воздействию различных твердых частиц почвы, что приводит к ее механическому разрушению и износу, что особенно проявляется при обработке каменистых и песчаных почв. За счет винтовой лемешно-отвальной поверхности каждого плуга, выполненной по форме части поверхности раскрытого тора, подрезанный пласт оборачивается на 180°. Для борьбы с налипанием почвы на лемешно-отвальной поверхности плуга имеется система сквозных отверстий 7.

Наличие модифицированного слоя 8 на винтовой лемешно-отвальной поверхности каждого плуга обеспечивает повышенную механическую прочность и стойкость к абразивному изнашиванию плуга, что способствует повышению его эксплуатационной надежности.

Исследования показали, что оптимальными значениями параметров проведения процесса лазерной цементации лемешно-отвальной поверхности плуга являются: мощность лазерного излучения в непрерывном режиме воздействия 16-18 Вт, диаметр лазерного пятна 0,7-1,0 мм, скорость обработки 100-150 мм/с. При уменьшении значений указанных параметров эффект упрочнения не наблюдается, а при их увеличении упрочненный слой, полученный в результате лазерного модифицирования в слое графитовой обмазки, характеризуется повышенной склонностью к трещинообразованию и сильным оплавлением поверхности. В указанном диапазоне параметров лазерного модифицирования в слое графитовой обмазки, предварительно нанесенной на лемешно-отвальную поверхность плуга, происходит формирование равномерно распределенного диффузионно-насыщенного углеродом модифицированного слоя толщиной 200-300 мкм с величиной микротвердости 12-14 ГПа, что обеспечивает повышение стойкости плуга к абразивному изнашиванию не менее, чем на 40%.

Таким образом, предложенная конструкция плуга, имеющая на винтовой лемешно-отвальной поверхности модифицированный слой с повышенной механической прочностью и стойкостью к абразивному изнашиванию, обеспечивает повышенную эксплуатационную надежность конструкции и позволяет значительно увеличить срок эксплуатации плуга без проведения восстановительного ремонта.

Claims (1)

1. Плуг, содержащий рабочий орган с лемешно-отвальной поверхностью винтового типа и элементы присоединения ее к базовой раме орудия, а отвальная поверхность выполнена в виде части поверхности открытого тора, которая образована винтовым вращением производящей вокруг оси, а лемех имеет лезвие в виде обреза спирали, причем нижний и верхний обрезы отвальной поверхности по всей их длине дополнительно снабжены пластинами винтовой формы и сопряжены с ними, при этом ширина пластины выполнена увеличивающейся в направлении от лемеха к противоположному относительно него обрезу отвальной поверхности, верхняя часть лемеха выполнена выступающей относительно его нижней части, а верхний обрез отвальной поверхности смещен назад относительно ее нижнего обреза и расположен вдоль продольной оси орудия, при этом нижний обрез отвальной части расположен под острым углом к продольной оси орудия и в хвостовой части смещен назад относительно его верхней части, отличающийся тем, что на винтовой лемешно-отвальной поверхности плуга имеется модифицированный слой, полученный в результате лазерной цементации в слое графитовой обмазки.