Рабочий орган почвообрабатывающего орудия

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в рабочих органах почвообрабатывающих орудий. Сущность изобретения: рабочий орган содержит лампу 1 и стойку 2, соединенные болтом с квадратным подголовком. Задняя поверхность лампы 1 в сечении, лежащем в плоскости контактной линии, имеющей форму кривой 6, вогнутой в сторону направления движения и проходящей через ось 7 квадратного отверстия под болт, снабжена выступом 8, имеющим переменное сечение 1 - 1, 2 - 2. Основание 9 выступа 8 лежит на задней поверхности 5 лапы 1 и имеет форму эллипса, длинная ось которого лежит в плоскости контактной линии 6. На передней поверхности 10 стойки 2 имеется впадина переменного сечения, уменьшающегося в сторону задней поверхности 12. Высота (h) выступа 8 не превышает глубины hʹ впадины, т. е. h меньше или равна hʹ. Лучше, если впадина выполнена в форме усеченного конуса. В любой плоскости, проходящей через ось отверстия 7, ширина выступа 8 на эквидистантных расстояниях от контактной линии 6, не превосходит ширины впадины. Ось 7 квадратного отверстия пересекает ось болта под углом φ. При этом точка 0 пересечения осей отверстия 7 и болта лежит выше контактной линии. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению; в частности к рабочим органам почвообрабатывающих машин.

Известны рабочие органы почвообрабатывающих машин, содержащие лапу и стойку [1] , соединенные с помощью специального болта (см. например, ГОСТ 7786-81 Болты с потайной головкой и квадратным подголовком класса точности С). Надежность болтового соединения зависит от плотности контакта между задней поверхностью лапы и передней поверхностью стойки, а также соосности квадратных отверстий в лапе и круглых - в стойке. Для обеспечения этих условий конструцкия лап и стоек культиваторов должна соответствовать требованиям к контактной линии [1], а технологии изготовления лап предусматривает зачистку задней поверхности от заусенцев после пробивки отверстий, также допускается зенковка отверстий в стойках. Однако в условиях массового производства с целью экономии трудозатрат операции зачистки и зенковки не производятся. В собранном виде лапа не полностью контактирует со стойкой, в работе под действием динамических усилий, вызванных переменным сопротивлением почвы, лапа колеблется и периодически смещается относительно болта, происходит изнашивание квадратного отверстия в лапе и поломка или потеря лапы после среза болта.

Для устранения этого недостатка на лапах почвообрабатывающих орудий, работающих на значительную глубину (до 25 см и более) предусмотрен отгиб краев хвостовика [2]. Выступающие назад края лапы ограничивают ее поперечные смещения относительно стойки. Однако для лап орудий, работающих на глубину предпосевной обработки почвы 6-12 см, такой отгиб приводит к увеличению тягового сопротивления и гребнистости поверхности поля и, соответственно, нарушению агротехнических требований. Для рабочих органов типа плужного лемеха отгиб края неприемлем из конструкционных соображений. Кроме того, отгиб краев допускает продольное смещение лапы при наличии зазора в отверстии и ослаблении затяжки болтового соединения.

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем улучшения равномерности распределения напряжений в конструкции болтовых соединений.

Поставленная цель достигается тем, что задняя поверхность лапы в сечении, лежащем в плоскости контактной линии и приходящем через ось отверстия под болт, снабжена выступом переменного сечения с основанием, лежащим на задней поверхности лапы, при этом в указанном сечении на передней поверхности стойки имеется впадина переменного сечения, уменьшающегося в сторону задней поверхности, причем высота выступа не превышает глубины впадины.

В предпочтительном исполнении контактная линия имеет форму кривой, поверхность контакта лапы со стойкой выполнена вогнутой в сторону направления рабочего движения, при этом основание выступа имеет форму эллипса, длинная ось которого лежит в плоскости контактной линии, а впадина имеет форму усеченного конуса. В любой плоскости, проходящей через ось отверстия, ширина выступа на эквидистантных расстояниях от контактной линии не превосходит ширины впадины. Ось квадратного отверстия пересекает ось болта под углом, при этом точка пересечения осей лежит выше контактной линии. Введение в конструкцию лапы выступа на задней поверхности в зоне отверстия под болт, и, соответственно, впадины в стойке обеспечивает надежную фиксацию лапы, снижает динамические нагрузки на болтовое соединение, что позволяет повысить эксплуатационную надежность рабочего органа и ресурс лапы.

На фиг. 1 изображен рабочий орган, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 лапы и стойки, лежащее в плоскости контактной линии и проходящее через ось отверстия под болт; на фиг. 3 - конструкции выступа в лапе и впадины в стойке; на фиг. 4 - соединение лапы со стойкой с помощью болта с квадратным подголовком.

Рабочий орган (см.фиг.1) содержит лапу 1 и стойку 2, соединенные с помощью болта 3 с квадратным подголовком 4.

Задняя поверхность 5 лапы 1 в сечении А-А (см.фиг.2,3), лежащем в плоскости контактной линии, имеющей форму кривой 6, вогнутой в сторону направления движения (показано стрелкой V) и проходящей через ось 7 квадратного отверстия под болт 3, снабжена выступом 8, имеющим переменное сечение 1-1, 2-2. Основание 9 выступа 8 лежит на задней поверхности 5 лапы 1 и имеет форму эллипса (показан пунктиром на фиг.1), длинная ось которого лежит в плоскости контактной линии 6.

На передней поверхности 10 стойки 2 имеется впадина 11 переменного сечения 1¹-1¹, 2¹-2¹, уменьшающегося в сторону задней поверхности 12, т.е. 2¹-2¹ < 1¹-1¹. Высота h выступа 8 не пpевышает глубины h^I впадины 11, т.е. h^I > h. В приведенном предпочтительном исполнении впадина 11 выполнена в форме усеченного конуса. В любой плоскости, например А-А, Б-Б, проходящей через ось отверстия 7, ширина выступа 8 на эквидистантных расстояниях, например, С и Д от контактной линии 6 не превосходит ширины впадины 11, т. е. 1-1≅1¹-1¹, 2-2≅2¹-2¹. Ось 7 квадратного отверстия пересекает ось болта 3 (см. фиг. 4) под углом ϕ, при этом точка 0 пересечения осей отверстия 7 и болта 3 лежит выше контактной линии.

Технологический процесс, выполняемый рабочим органом заключается в следующем. Стойка 2 с лапой 1, закрепленной болтом 3, устанавливается на раме (не показана) почвообрабатывающего орудия, соединенного с трактором (не показаны). При поступательном движении трактора (направление движения показано стрелкой) лапа 1 рыхлит почву и подрезает сорняки. Вследствие неравномерности физико-механических свойств обрабатываемого материала - почвы (влажности, твердости и др.) ее сопротивление имеет переменный характер, а вследствие наличия камней и др. препятствий лапа подвержена случайным воздействиям, носящим ярко выраженный динамический характер. Благодаря надежной фиксации выступов 8 лапы 1 во впадинах 11 стойки 2 переменные силы сопротивления и ударные нагрузки, действие как в продольном, так и в поперечном направлениях, не передаются на болты 3, что позволяет повысить эксплуатационную надежность рабочего органа, увеличить ресурс лапы.

При выполнении оси квадратного отверстия под углом к оси болта срезывающие усилия воспринимаются квадратным подголовком, что также разгружает резьбу от динамических нагрузок.

Следует отметить, что показанный на фиг.1-4 конкретный пример исполнения относится к лапам и стойкам культиваторов, имеющим контактную линию в форме кривой 6, где применение предлагаемого технического решения наиболее эффективно. Однако оно может быть использовано в лемехах плугов, ножах и долотьях плоскорезов и др. рабочих органов почвообрабатывающих машин с прямой контактной линией, плоской поверхностью контакта, с различным количеством болтовых соединений и при др. вариантах исполнения лапы 1 и стойки 2.

В настоящее время НПО ВИСХОМ и НИИтракторосельхозмаш подготовили экспериментальную оснастку для изготовления лап чизельных культиваторов.

Формула изобретения

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ, содержащий лапу и стойку, соединенные специальным болтом с квадратным подголовком, отличающийся тем, что задняя поверхность лапы в сечении, лежащем в плоскости контактной линии и проходящем через ось отверстия под болт, снабжена выступом переменного сечения с основанием, лежащим на задней поверхности лапы, при этом в указанном сечении на передней поверхности стойки имеется впадина переменного сечения, уменьшающегося в сторону задней поверхности, причем высота выступа не превышает глубины впадины.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что в любой плоскости, проходящей через ось отверстия, ширина выступа на эквидистантных расстояниях от контактной линии не превосходит ширины впадины.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что контактная линия имеет криволинейную форму, поверхность контакта лапы со стойкой выполнена вогнутой в сторону направления рабочего движения, при этом основание выступа имеет форму эллипса, длинная ось которого лежит в плоскости контактной линии, а впадина имеет форму усеченного конуса.

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что ось квадратного отверстия пересекает ось болта под углом, при этом точка пересечения осей лежит выше контактной линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4