Нож для сахароуборочного комбайна

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в режущих элементах для сахароуборочной машины. Сущность изобретения: для повышения долговечности ножи изготавливают из стали, для которой параметры, определяющие твердость, прочность и вязкость разрушения одновременно удовлетворяют соотношениям, приведенным в тексте описания. Дополнительная стойкость достигается применением стали, в которой остаточная сера связана в глобулированные сульфиды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при изготовлении отрезных сегментов и измельчительных ножей сахароуборочных комбайнов.

Известны ножи для сахароуборочных комбайнов, выполненные из материалов с различными физико-механическими свойствами. Основным недостатком этих ножей является низкая долговечность.

Наиболее близким к изобретению является нож для сахароуборочного комбайна, выполненный в виде стальной пластины, снабженной режущими кромками. Для изготовления пластины применяется сталь 65Г или 60С2. Недостатком этого ножа является низкая долговечность, обусловленная механическим разрушением пластины и износом режущих кромок.

Целью изобретения является повышение долговечности ножа.

Это решается существенным снижением износа режущих кромок при обеспечении высокой стойкости ножа к механическому ударному разрушению.

Предложенный нож для сахароуборочного комбайна в виде стальной пластины, снабженной режущими кромками, выполнен из стали, для которой твердость Н_в, прочность σ_в и вязкость разрушения К_1с одновременно удовлетворяют условиям Н_в ≥450 кгс/мм² 10^{-2 .} σ_в ^. К_1с≥ 320 кгс^2.мм^-7/2 Кроме того, нож рационально выполнить из стали, в которой остаточная сера связана в глобулированные сульфиды с температурой растворения в железе Т_р ≥ 1100^оС. Для наиболее полного увеличения ресурса ножа его можно выполнить в виде прямоугольной пластины, снабженной четырьмя режущими кромками и симметричной относительно оси симметрии второго порядка, проходящей через точку пересечения диагоналей пластин перпендикулярно ее плоскости.

Исследование режима работы ножей сахароуборочных комбайнов показало, что долговечность ножей определяется следующими факторами. Во-первых, возможностью механического ударного разрушения пластины ножа при его взаимодействии с твердыми предметами (например, камнями). Во-вторых, пластической деформацией режущих кромок, которая может возникнуть в этих же случаях. В-третьих, износом режущих кромок в процессе резания тростника.

Таким образом, материал для изготовления ножей должен удовлетворять противоречивым требованиям, а именно иметь высокую прочность и вязкость, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам и деформации, и возможно большую твердость, чтобы снизить износ режущих кромок. Установлено, что максимальный ресурс ножей достигается, когда твеpдость Н_в, прочность σ_в и вязкость К_1с одновременно удовлетворяют перечисленным условиям.

Кроме того, установлено, что на износ режущих кромок существенное влияние оказывает наличие свободной остаточной серы в материале ножа. При трении лезвия ножа о разрезаемую поверхность в процессе работы в местах фактического контакта металла с поверхностью трения (т.е. на микрошероховатостях лезвия) возникают локальные температурные вспышки (т.е. локальное резкое повышение температуры). Установлено также, что в зонах температурных вспышек остаточная свободная сера интенсивно взаимодействует с материалом ножа, что приводит к резкому уменьшению числа циклов передеформирования микрошероховатостей поверхности до их отделения от поверхности режущей кромки, т.е. к катастрофическому увеличению износа. Влияние наличия серы на описанный процесс износа режущих кромок можно исключить, связав серу в глобулированные сульфиды, например, посредством марганца, не растворимые в железе при Т_р ≥1100^оС. Температурный предел обуславливается режимом работы ножа в процессе резания.

Поскольку сахароуборочный комбайн имеет два режущих органа, вращающихся в противоположных направлениях с закрепленными на них ножами, предложенная осесимметричная форма ножа с четырьмя режущими кромками позволяет увеличить ресурс ножа в четыре раза, так как такой нож может быть переставлен с одного режущего органа на другой и перевернут относительно оси симметрии на одном и том же режущем органе, при этом функциониpуют ранее не изношенные режущие кромки.

На чертеже показан вариант ножа в виде осесимметричной пластины, снабженной четырьмя режущими кромками.

Нож выполнен в виде стальной пластины 1, снабженной режущими кромками 2, размещенными симметрично относительно оси второго порядка ОО₁; на режущем органе нож закрепляется посредством отверстия 3. Сталь для изготовления ножа выбирается, исходя из приведенного условия.

Нож работает следующим образом.

Перед началом работы нож закрепляют на режущем органе сахароуборочного комбайна. При вращении этого органа одна из режущих кромок взаимодействует с тростником и срезает его. По мере износа этой кромки можно использовать другую путем поворота пластины на режущем органе относительно оси ОО₁, а впоследствии две оставшиеся при перестановке пластины на другой режущий орган, вращающийся в противоположном направлении.

П р и м е р. Нож описанной формы выполнен из стали АВ80; Н_в 500 кгс/мм², σ_в 190 кгс/мм², К_1с 220 кгс/мм^3/2; 10^{-2 .} σ_в ^. К_1с 418 [кгс²мм^-7/2] Ресурс ножа, выполненного из указанной стали и определенный по количеству срезанного тростника, составил М кг.

Ресурс аналогичного ножа, выполненного из стали 65Г, (Н_в 470 кгс/мм², σ_в 150, К_1с 120, 10^-2 σ_в ^. К_1с 180) составляет 0,25 М кг.

Таким образом, использование изобретения позволяет существенно повысить долговечность ножей сахароуборочного комбайна.

Формула изобретения

1. НОЖ ДЛЯ САХАРОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА, выполненный в виде стальной пластины с режущими кромками, отличающийся тем, что сталь, из которой выполнен нож, имеет твердость H_в, большую или равную 450 кгс/мм², а прочность σ₂ и вязкость разрушения K_IC одновременно удовлетворяют условию 10^-2·σ_в·K_IC больше или равно 320 кгс²/мм^-7/2.

2. Нож по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из стали, в которой остаточная сера связана в глобулированные сульфиды с температурой растворения в железе большей или равной 1100^oС.

3. Нож по п.1, отличающийся тем, что пластина выполнена прямоугольной формы и имеет четыре режущие кромки, расположенные симметрично относительно оси симметрии, проходящей через точку пересечения диагоналей пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1