книги из ГПНТБ / Рабинович А.Ш. Самозатачивающиеся рабочие органы машин

С О В Е Т Ы М О Л О Д О М У М Е Х А Н И З А Т О Р У

А. Ш. Р А Б И Н О В И Ч,

кандидат технических наук

В. Я. САЛЬНИКОВ, В. Н. ВИНОКУРОВ,

инженеры

САМОЗАТАЧИВАЮЩИЕСЯ

РАБОЧИЕ ОРГАНЫ

о

МАШИН

М О С К О В С К И Й Р А Б О Ч И Й

1 9 6 2

САМОЗАТАЧИВАЮЩИЕСЯ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН И ОРУДИЙ

Как изнашиваются лезвия стандартных деталей. Каж­ дому механизатору известно, как быстро изнашиваются (притупляются) режущие детали почвообрабатывающих машин и орудий: плужные лемехи, лапы культиваторов, ножи фрез и др. Износ этих деталей тотчас же сказы­ вается на качестве работы, а иногда и увеличивает расход горючего.

На лезвиях лемехов сильнее всего изнашивается нижняя сторона режущей кромки. Здесь появляется засветленная полоска, которую обычно называют «затыл­ ком» или «затылочной фаской».

На рисунке 1 показан профиль лезвия лемеха, сня­ того на ремонт. Здесь хорошо видно, что затылочная фаска наклонена к дну борозды под углом до 20°, кото­ рый мешает горизонтальному движению плуга. Если фаска широкая, плуг пашет неравномерно по глубине. Там, где глубина пахоты осталась неизменной, сопротив­ ление плуга иногда возрастает при увеличении фаски. Поэтому трактористы снимают изношенные лемехи с плуга и отдают их в кузницу для ремонта. Кузнец оття­ гивает лезвие лемеха, делает его снова тонким, пригод­ ным к работе (рис. 2). Когда тонкая часть лезвия снова износится, лемех вторично ремонтируют и т. д., пока не

3

будет использован весь запас металла, который есть на лезвии и в «магазине» на носке.

Лапы культиваторов должны быть очень острыми, чтобы они хорошо срезали сорные растения. Когда тол­ щина лезвия лапы достигнет 0,8—1 миллиметра, на по-

часу и более.

В Московской области и в других центральных областях нечерноземной зоны для обработки осушенных болот используют почвообра­ батывающие фрезы. Ножи этих фрез также быстро ту­

заторы привыкли. Как ни велики бывают простои и затраты средств из-за ремонта леме­ хов, лап и других деталей, от них, казалось, невозможно избавиться. На самом же деле это не так!

4

Поиски самозатачивающихся лезвий. Чтобы лезвие режущей детали хорошо выполняло свое назначение, оно должно быть острым, т. е. тонким. Но тонкое лезвие не­ прочно и быстро изнашивается. Как же сделать лезвие таким, чтобы оно было одновременно тонким, прочным и медленно изнашивалось?

Этот вопрос возник не сегодня и не вчера: люди ду­ мали о нем еще в древности. Например, в XI веке древ­ нерусские новгородские кузнецы делали ножи из трех слоев: посредине клали тонкую, но твердую (каленую) пластину, а с боков приваривали кузнечным способом две полосы мягкого железа. Нож получался острым и прочным.

В 1920—1926 гг. наш соотечественник талантливый изобретатель А. М. Игнатьев предложил делать резцы и ножи многослойными из пластинок разной твердости, наподобие того, как «сделаны» зубы грызунов и когти хищных животных. В некоторых областях техники пред­ ложение А. М. Игнатьева применяется.

Лемехи и другие почворежущие детали давно пыта­ лись сделать самозатачивающимися. Но инженеры на­ талкивались на «капризы» природы: в одних случаях лезвия затачивались, в других нет. Почему это происхо­ дит, от чего зависит характер износа лезвия, было не­ понятно. Поэтому работы по улучшению лемехов пове­ ли в других направлениях, оставив вопрос самозатачи­ вания нерешенным.

В 1957—1959 гг. в Государственном всесоюзном научно-исследовательском технологическом институте ре­ монта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ) была предпринята новая попытка изучить процесс самозатачивания лезвий почворежущих деталей, которая увенчалась успехом. Самозатачивающиеся плужные лемехи, лапы культиваторов и другие детали, разработанные в ГОСНИТИ, работают в колхозах и сов-

5

хозах многих зон страны. На непесчаных и некамени­ стых почвах они вырабатывают до ремонта в 10—20 раз больше, чем стандартные детали, и значительно сни­ жают затраты средств в расчете на один гектар. В чем же секрет их конструкции?

Что такое самозатачивающиеся лезвия. Самозатачи­ вающееся лезвие почворежущей детали делается двух­ слойным, из материалов, резко отличающихся по изно­ состойкости друг от друга.

Слой более износостойкого материала должен быть такой толщины, которая обеспечивала бы хорошее реза­ ние лезвием почвы и растений. Так, на лемехах, предназ­ наченных для пахоты твердых сухих почв, толщина этого слоя должна быть не более 2 миллиметров. На лапах культиваторов толщина износостойкого слоя равна 0,3— 0,5 миллиметра. Такое острое лезвие хорошо режет сор­ ные растения. На ножах фрез толщина этого слоя — 0,8—1,2 миллиметра.

Второй слой самозатачивающегося лезвия должен быть из сравнительно мягкого, вязкого металла. Он иг­ рает вспомогательную роль: защищает от поломок тон­ кий слой износостойкого материала, который обычно бы­ вает хрупким. Сам же мягкий слой должен изнашивать­ ся так быстро, чтобы на режущей кромке лезвия всегда немного выступал только тонкий износостойкий слой ме­ талла.

Практически очень важно то, что самозатачивающие­ ся почворежущие детали можно сделать из стандартных, если их лезвия довести до определенной толщины куз­ нечной оттяжкой или фрезерованием и наплавить на них слой твердого сплава.

Износостойкий слой может быть нанесен на лицевой или на тыльной стороне лезвия. Если он расположен с тыльной стороны лезвия, то при работе почва должна изнашивать мягкий верхний слой так, чтобы на нем об-

6

разовалась пологая фаска, как при заточке на наждач­ ном камне, а износостойкий слой равномерно выступал по всей режущей кромке (рис. 3, а). Опыт показал, что самозатачивание получается только в том случае, когда для данных почвенных условий правильно подобраны ма­ териалы слоев и их толщина. Если верхний слой слиш­ ком толст, он не успевает изнашиваться, нижний слой не

выступает из-под него, и поэтому лезвие получается ту­ пым (рис. 3, б). Если же верхний слой слишком тонок, лезвие может сломаться или произойдет «переточка», нижний слой слишком далеко выступит и будет обламы­ ваться.

Износостойкий слой можно расположить и на лице­ вой стороне лезвия. Тогда почва должна затачивать мягкий слой снизу, со стороны дна борозды. При пра­ вильной толщине слоев в этом случае затылочная фаска на мягком слое расположена горизонтально (рис. 3, в). Если же мягкий слой слишком толст, эта фаска будет наклонена к дну борозды под углом, несколько меньшим, чем на обычных лезвиях.

7

Для изготовления самозатачивающихся лезвий почво­ режущих деталей хорошо себя зарекомендовали отече­ ственные твердые сплавы «Сормайт № 1», и «Релит».

Твердый сплав «Сормайт № 1» содержит 30% хрома, 3°/о никеля, 1,5% марганца, 3% углерода, 3,5% кремния, остальное — железо. Этот сплав в 6 раз более износо­

стоек, чем незакаленная сталь стандартных деталей, и обладает рядом преимуществ перед другими наплавоч­ ными материалами (прочность, вязкость, жидкотекучесть, ковкость, недефицитность).

Сплав «Релит» в 10—15 раз более износостоек, чем сталь. Он состоит в основном из зерен карбидов воль­ фрама, вваренных в сравнительно мягкую основу. Этот сплав значительно дороже «Сормайта № 1» и обладает повышенной хрупкостью, но позволяет получить более

8

острую режущую кромку на лезвии. Характерной осо­ бенностью самозатачивающихся лезвий, наплавленных «Релитом», является пилообразная режущая кромка, образующаяся из зерен карбида вольфрама, которая хорошо срезает растения.

Плужные лемехи. На самозатачивающихся плужных лемехах конструкции ГОСНИТИ, предназначенных в пер­ вую очередь для вспашки почв высокой и средней твер­

двухслойной части лезвия. Для твердых почв наплавка износостойкого сплава на лицевую сторону лезвия лемеха менее эффективна, так как широкая фаска, обра­

ГОСНИТИ показан на рисунке 4. Заданная толщина на­ плавленного слоя «Сормайта № 1» равномерна по все­ му лезвию в пределах от 1,4 до 2 миллиметров. Ширина наплавки на прямолинейном участке лезвия 25—30 мил­ лиметров, а на носовом участке — 55—65 миллиметров (вдоль полевого обреза). Расширение наплавки на носке необходимо, потому что этот участок изнашивается по ширине примерно вдвое быстрее, чем прямолинейная часть лезвия лемеха.

Верхний слой основного металла, на который наплав­ лен «Сормайт», изменен по сравнению с лезвием нового стандартного лемеха. Он сделан тоньше и не закален. Эти изменения необходимы, чтобы обеспечить самозата­ чивание наплавленного лемеха на вспашке твердых почв. Толщина кромки лезвия перед наплавкой на пря­ молинейном участке должна быть 1—1,5 миллиметра,

9