Рабочий орган почвообрабатывающих машин (варианты)

Международная патентная классификация:       A01B C22C

Патент на изобретение №:      2233570

Автор:      Лобозов В.П. (RU), Никитин С.И. (RU), Кузнецов А.А. (RU), Дашков Владимир Николаевич (BY), Хилько Иван Иванович (BY), Бетеня Григорий Филиппович (BY), Бельдейко Юрий Николаевич (BY)

Патентообладатель:      Закрытое акционерное общество "ТЕХМАШ" (RU), Унитарное предприятие "Белорусский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства" (BY)

Дата публикации:      10 Августа, 2003

Начало действия патента:      18 Января, 2002

Адрес для переписки:      103055, Москва, ул. Лесная, 39, ЗАО "ТЕХМАШ", С.И. Никитину

Изображения

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, таких как лемехи, отвалы, полевые диски плугов, лезвия, диски сошников посевных и посадочных машин, долота, лапы, а также диски и зубья бороны и другие. По первому варианту рабочий орган включает имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия и выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом его тело и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 HRCэ. По второму варианту рабочий орган включает имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия и выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом поверхностный слой тела и рабочей части выполнен с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 HRCэ, а сердцевина тела выполнена с микроструктурой в виде троостита, или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34-46 HRCэ. Такое выполнение рабочего органа позволит улучшить качество рабочих органов за счет повышения износо- и удароустойчивости, а также снизить стоимость их производства за счет использования термообрабатываемой стали. 2 с. п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, таких, как лемеха, отвалы, полевые доски плугов, лезвия, диски сошников посевных и посадочных машин, долота, лапы, диски бороны, зубья бороны и другие.

Известно выполнение рабочих органов машин из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью, подвергнутой объемно-поверхностной закалке (Башнин Ю.А. и др. Технология термической обработки стали. М.: Металлургия, 1986, с.76-80; Шепеляковский К.З. Поверхностная закалка сталей пониженной прокаливаемости при глубинном индукционном нагреве. М.: Машиностроение, 1968, с.42-44).

Однако известные рабочие органы выполняются с сечением более 10 мм, с твердостью больше 61 НКСэ и размером действительного зерна аустенита не более 11 баллов. При выполнении рабочих органов более тонкого сечения, таких, как режущие рабочие органы почвообрабатывающих машин, известные характеристики стали не обеспечивают достаточной износо- и ударостойкости.

Известен рабочий орган почвообрабатывающих машин, включающий имеющее элементы крепления тело и рабочую часть в виде ножа с лезвием. При этом рабочий орган выполнен из углеродистой стали, подвергнутой термообработке (патент РФ №2174294, МПК 7 А 01 В 49/02, 35/00, 30.12.1999 г., 9 с).

Известен рабочий орган почвообрабатывающих машин, выбранный в качестве прототипа, включающий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой с сердцевиной, и рабочую часть в виде лезвия или острия, содержащую поверхностный слой (Энциклопедия машиностроения, т. IV-16, 1998 г., с.56-58).

Однако все известные рабочие органы почвообрабатывающих машин имеют низкий срок службы из-за следующих недостатков:

- обладают низкими прочностными характеристиками, т.к. применяемые для их изготовления стали могут обеспечить твердость поверхностного слоя только в пределах 44-54 HRСэ (предел прочности

в=1400-2000 МПа), при этом сердцевина остается мягкой, или поверхностный слой и сердцевина имеют одинаковую твердость в пределах 42-49 НКСэ (предел прочности

в=1300-1600 МПа);

- обладают малой ударостойкостью при ударах рабочего органа о камни, т.к. при высокой твердости рабочий орган трескается или ломается из-за его хрупкости, а при низкой твердости он может изгибаться и терять свою форму;

- имеют низкую износостойкость при работе в условиях абразивного износа (при обработке почвы), т.к. максимальная твердость, которую можно получить на рабочем органе, составляет 54 HRСэ;

- невозможность получить твердость более 55 НRСэ из-за возникновения на рабочем органе трещин после его закалки, которые образуются в связи с применением для его изготовления традиционных сталей, имеющих действительный размер зерна аустенита в пределах 7-9 баллов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача изобретения - устранение перечисленных недостатков известного рабочего органа и создание рабочего органа почвообрабатывающих машин, имеющего высокий срок службы

Техническим результатом изобретения является улучшение качества рабочих органов почвообрабатывающих машин за счет повышения их износостойкости и ударостоикости, а также снижение стоимости их изготовления за счет термообработанной стали.

Технический результат по первому варианту достигается тем, что рабочий орган почвообрабатывающих машин, включающий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом его тело и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 HRСэ.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный рабочий орган почвообрабатывающих машин, выполненный по первому варианту, отличительными являются:

- выполнение рабочего органа из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас. %, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи. При этом конкретная величина углерода выбирается в зависимости от назначения рабочего органа и вида пашни, песчаная, каменистая или т.д., а применение объемно-поверхностной закалки обеспечивает рабочему органу получение им высокого комплекса прочностных свойств;

- выполнение тела и рабочей части с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 НRСэ. При этом отпущенный мартенсит поверхностного слоя имеет предел прочности

в=2000-2600 МПа, а аустенит с таким размером зерна полностью исключает появление трещин на рабочем органе после его закалки.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что рабочий орган почвообрабатывающих машин, включающий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом поверхностный слой тела и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 НRСэ, а сердцевина тела выполнена с микроструктурой в виде троостита, или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34-46 НRСэ.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный рабочий орган почвообрабатывающих машин, выполненный по второму варианту, отличительными являются:

- выполнение поверхностного слоя тела и рабочей части с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55...60 НRСэ. При этом отпущенный мартенсит поверхностного слоя имеет предел прочности

в=2000-2600 МПа, а аустенит с таким размером зерна полностью исключает появление трещин на рабочем органе после его закалки;

- выполнение сердцевины тела с микроструктурой в виде троостита, или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34-46 НRСэ. При этом сердцевина с микроструктурой троостита, или троостосорбита, или сорбита с такой твердостью имеет предел прочности

в=1100-1500 МПа, что обеспечивает рабочему органу повышенную конструктивную прочность.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что они решают одну и ту же задачу - создание конструкции рабочего органа почвообрабатывающих машин с повышенной долговечностью, имеющего высокий и стабильный уровень механических и эксплуатационных свойств принципиально одним и тем же путем.

В результате длительных экспериментальных сравнительных испытаний, проведенных при обработке различных почв, известных и обоих вариантов предложеного рабочих органов почвообрабатывающих машин, таких, например, как лемеха, долотья, зубья бороны и диски бороны, было установлено, что с использованием всех выбранных параметров предложенных вариантов рабочего органа получен следующий положительный результат: достигнута высокая долговечность рабочих органов, т.е. высокая прочность при одновременном существенном повышении износостойкости и ударостойкости при ударах об камни.

При испытаниях было установлено, что износостойкость, т.е. срок службы обоих вариантов предложенного рабочего органа превышает на 50-60% износостойкость известного рабочего органа, выполненного из стали 45 и подвергнутого закалке ТВЧ на твердость 46-50 НRСэ, а известного рабочего органа, выполненного из стали 65Г и подвергнутого закалки ТВЧ его рабочей части (лезвия) на твердость 45-49 НRСэ превышает на 15-30%. В качестве критерия износостойкости при испытаниях использовалась потеря массы предложенного и известного рабочих органов почвообрабатывающих машин при обработке одинакового количества гектаров пашни.

Следует отметить, что изготовление обоих вариантов предложенного рабочего органа почвообрабатывающих машин такой конструкции экономически целесообразнее изготовления известных рабочих органов почвообрабатывающих машин, выполненных из традиционных материалов и по традиционной термообработке, из-за значительного снижения трудозатрат при их термической обработке, а также за счет повышения качества их изготовления. Термическая обработка обоих вариантов предложенного рабочего органа почвообрабатывающих машин производится путем его объемно-поверхностной закалки с самоотпуском или отпуском в печи и является предметом "ноу-хау".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 (разрез А-А), фиг.3 и 4 (разрез Б-Б) показаны различные конструкции лемеха; на фиг.5 и 6 (разрез В-В) - конструкция лемеха-плоскореза, на фиг.7 и 8 (разрез Г-Г) - конструкция долота, на фиг.9 и 10 (разрез Д-Д) - конструкция зуба бороны, на фиг.11 и 12 (разрез Е-Е) и фиг.13 (выносной элемент Ж) - конструкция диска бороны.

Каждый из представленных рабочих органов почвообрабатывающих машин содержит тело 1 с элементами крепления 2, рабочую часть 3. Тело имеет поверхностный слой 4 и сердцевину 5. Рабочий орган выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью, подвергнутой объемно-поверхностной закалке.

По первому варианту тело 1 (т.е. и поверхностный слой 4, и сердцевина 5) и рабочая часть 3 имеют микроструктуру в виде отпущенного мартенсита с твердостью 55-60 НRСэ и с размером действительного зерна аустенита более 11, но не более 14 баллов. По второму варианту поверхностный слой 4 тела 1 и рабочая часть 3 имеют микроструктуру в виде мартенсита с действительным зерном аустенита более 11, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 НRСэ, а сердцевину 5 тела 1 - с микроструктурой в виде троостита, или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34-46 НRСэ.

Эксплуатация обоих вариантов предложенного рабочего органа почвообрабатывающих машин является стандартной. Однако за счет своих более высоких прочностных характеристик эксплуатация обоих вариантов предложенного рабочего органа может производиться в более тяжелых условиях работы, чем эксплуатация известных рабочих органов почвообрабатывающих машин.

При этом оба варианта предложенного рабочего органа почвообрабатывающих машин обладают высокой долговечностью и надежностью по сравнению с известными рабочими органами.

Формула изобретения

1. Рабочий орган почвообрабатывающих машин, включащий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом его тело и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 балла, но не более 14 балла и с твердостью 55...60 НRСэ.

2. Рабочий орган почвообрабатывающих машин, включащий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом поверхностный слой тела и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 балла, но не более 14 балла и с твердостью 55...60 НRСэ, а сердцевина тела выполнена с микроструктурой в виде троостита или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34...46 НRСэ.

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель: Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие "Институт механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси" (BY),Закрытое акционерное общество "ТЕХМАШ"

(73) Патентообладатель: Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие "Институт механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси" (BY)

(73) Патентообладатель: Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Компания" Технология машиностроения и Объемно-поверхностная закалка"

Договор № РД0011846 зарегистрирован 07.09.2006

Извещение опубликовано: 20.10.2006 БИ: 29/2006

Популярные патенты:

2429594 Палец штампосварной для режущего аппарата (варианты) и способ его изготовления

... противорежущих пластин, причем в готовом устройстве закаленную нижнюю противорежущую пластину соединяют с незакаленной верхней противорежущей пластиной или наоборот. На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод, что задачи, поставленные в настоящем изобретении - усовершенствование конструкции и технологии изготовления пальца для режущего органа, выполнены с достижением технического результата - повышения надежности работы устройства и уменьшения его стоимости. Формула изобретения 1. Палец двойной штампосварной для режущего аппарата, включающий верхнюю и нижнюю противорежущие пластины и кронштейн, причем верхняя противорежущая пластина выполнена Н-образной формы, ...

2051575 Способ отделения дождевых червей от среды обитания и устройство для его осуществления

... среды, при этом сетку устанавливают над поверхностью питательной среды. Диаметр отверстий 38 решета должен быть больше самого большого червя. При погружении ящика 27 с питательной средой или вермикультурой в воду с временем экспозиции каждого этапа 0,5-1,0 мин вода медленно проникает во все поры, при этом черви не могут дышать в воде, они вынуждены выползать выше уровня воды или покидать свою среду обитания. При покидании среды обитания они проползают через отверстия 38 в решете 30 и располагаются в нем. После наполнения площади сетки 37 решето 30 снимают, стряхивают червей в емкость и снова устанавливают решето в исходное положение. После наполнения решета червями снова снимают и ...

2012206 Инсектицидная композиция для борьбы с тараканами

... в гидропрене и соответственно /R/ и /S/-энантиомеры соединения. Термин /R, S/-гидропрен относится к рецемической смеси и термин "/-S/ - гидропрен" относится к /S/ /-/+/ энантиомерной форме гидропрена. Если термин "гидропрен" применяется без ссылки на его энантиомерное содержание, он включает в себя оба энантиомера (R) -гидропрен и (S)-гидропрен. Настоящее изобретение также относится к способу борьбы с популяциями тараканов, который включает применение к локусу (местоположению) популяции тараканов в эффективной совокупной дозе (а) гидропрена, и (b) пропетамфоса, эффективно контролирующей популяцию тараканов. Таракан является одним из насекомых, с которыми наиболее трудно бороться. ...

2218755 Способ длительного клонирования пайзы (echinochloa frumentacea link)

... часть семян прорастала, а на других семенах наблюдалось образование каллусов (12,2%). Каллусы формировались за счет дедифференциации тканей проростков. Полученные каллусы, за редким исключением, не имели морфогенных свойств. После их пересадки на свежие среды формировались морфогенные каллусы (62,5%) с различными типами тканей. На поверхности недифференцированной каллусной массы образовывались участки с зачатками регенерационных побегов, волоски и очаги белых компактных тканей. Участки каллусов с компактными тканями и с зачатками регенерирующих побегов (тип А) переносили на свежие среды 2КС. В результате их переноса и развития на свежих средах формировались каллусы 4 типов (см. ...

2115304 Доильный аппарат

... 2. Через патрубок 25 воздух также подходит к основному пульсатору 1. При подведении к основному пульсатору 1 вакуума клапан 11 переключается в верхнее положение, так как в управляющей камере 15 в это время атмосферное давление, а в камере 20 вакуум. Поэтому сила, действующая на клапан 11 вверх, больше силы действующей вниз, наступает такт сосания. Вакуум распространяется из камеры 7 по каналу 8 в камеру 9 дополнительного пульсатора 2. Клапан 13 пульсатора 2 при этом также переключается в верхнее положение и в межстенные камеры 23 доильных стаканов 4 поступает вакуум через камеру 10, канал 21 и камеру 22 коллектора 3. Одновременно вакуум через дросселирующий канал 18 проникает в ...

Еще из этого раздела:

2239993 Устройство для комбинированного охлаждения сельскохозяйственной продукции естественным и искусственным холодом

2067832 Способ борьбы с грибковыми инфекциями растений

2215407 Способ создания исходного материала для селекции растений

2137365 Способ отпугивания биологических существ

2247490 Способ освоения закустаренных земель и устройство для его осуществления

2405306 Способ определения содержания крахмала по содержанию глюкозы с учетом индивидуального коэффициента пересчета в растительном материале

2076594 Установка для промышленного разведения дождевых червей

2054249 Способ зимовки открытопузырных рыб

2178965 Картофелекопатель ручной мотыжный

2171570 Устройство для группового учета надоев молока при доении

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Рабочий орган почвообрабатывающих машин (варианты)

Изображения

Формула изобретения