Конструкция сегмента с насеченным лезвием для сельскохозяйственных машин

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЯ СЕГМЕНТА С НАСЕЧЕННЫМ ЛЕЗВИЕМ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Исаевич Леонид Александрович Король Владимир Андреевич Полынь Владимир Александрович Гордиенко Анатолий Илларионович Нестеренко Григорий Сергеевич Ковалев Николай Федорович Иваницкий Денис Михайлович Хлебцевич Всеволод Алексеевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Конструкция сегмента с насеченным лезвием для сельскохозяйственных машин, выполненного в виде пластины, рабочая часть которой имеет трапециевидную форму в плане, и содержит на боковых гранях передней поверхности режущие лезвия с насечкой, образованной периодическими зубцами и впадинами, отличающаяся тем, что боковые грани наклонены под тупым углом к задней поверхности сегмента.(56) 1. Сегментные пластины противорежущие и полосы ножевые режущих аппаратов сельскохозяйственных машин. Технические условия. - С. 14. Сегмент 1 Н ГОСТ 158-74. 2. Сегментные пластины противорежущие и полосы ножевые режущих аппаратов сельскохозяйственных машин. Технические условия. - С. 15. Сегмент 1 Н ГОСТ 158-74. 29032006.08.30 Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению к конструированию и производству сегментных пластин противорежущих и полос ножевых режущих аппаратов сельскохозяйственных машин, полученных путем холодной пластической деформации. Современное машиностроение широко использует дискретные режущие кромки в хлебо- и кормоуборочных комбайнах. Несомненным преимуществом нанесения зубьев, формируемых в двух плоскостях, является прежде всего надежный захват срезаемого стебля и локализация среза - разрыва в одной плоскости. Технология изготовления режущих кромок в форме острых зазубренных выступов выстрадана временем. Известны средневековые мечи с зазубренной режущей кромкой, известны древние сельхозорудия, в частности серпы с зазубренной кромкой, ориентация острия которой по контуру инструмента была постоянной. Периодически в продаже появляются ножи с острозазубренными и волнообразными лезвиями. Что касается кухонных ножей, то сопротивление резанию при зубчатой заточке возрастает, а ножи с волнистой кромкой имеют явные преимущества при разрезании свежего хлеба. Сегменты режущих аппаратов являются самыми быстроизнашивающимися деталями зерно- и кормоуборочной техники, от надежной работы которой зависит уборка зерновых в крайне сжатые сроки, учитывая погодные условия республики, и заготовка кормов для животноводческого хозяйства с целью удовлетворения потребностей Республики Беларусь мясомолочными продуктами. Одно из самых крупных предприятий в Европе - производственное объединение Гомсельмаш по изготовлению зерно- и кормоуборочной техники, однако со всей остротой в республике стоит проблема обеспечения этой техники сегментами режущих аппаратов. Основными производителями и поставщиками сегментов режущих аппаратов зерно- и кормоуборочной техники на экономической территории стран СНГ являются завод Симферопольсельмаш (Украина) и Кемеровский механический завод (Россия). Беларусь до 2002 г. не располагала мощностями по производству сегментов. Завод Светлогорсккорммаш, являясь крупнейшим в странах СНГ производителем косилочных ножей режущих аппаратов кормоуборочной техники, вынужден был до 2002 г. производить закупки сегментов по импорту, неся значительные дополнительные издержки. Парк зерноуборочной техники в Беларуси насчитывает около 16000 комбайнов и каждый комбайн должен обеспечиваться 3-мя комплектами режущих аппаратов, содержащих в среднем по 60 сегментов, потребность по зерноуборочной технике составляет около 3 млн. шт. сегментов. В целом потребность по Республике Беларусь в сегментах составляет около 9 млн. шт. Известна конструкция сегмента с гладким лезвием для сельскохозяйственных машин,рабочая часть пластинчатого корпуса которого выполнена трапециевидной формы в плане, имеющая с лицевой стороны на своих боковых гранях режущие лезвия 1. Недостаток известной конструкции проявляется в том, гладкое лезвие имеет низкие режущие свойства и недолговечные служебные характеристики. Кроме того, в основу технологии изготовления сегментов на Светлогорсккорммаше как и на заводах России и Украины заложена механическая обработка лезвий сегмента, которая не обеспечивает их долговечности и кроме этого имеет целый ряд недостатков. Основным из них является трудоемкость. Известна, принятая в качестве прототипа, конструкция сегмента с насеченным лезвием для сельскохозяйственных машин, выполненного в виде пластины, рабочая часть которой имеет трапециевидную форму в плане, и содержит на боковых гранях передней поверхности режущие лезвия с насечкой, образованной периодическим зубцами и впадинами 2. Конструкция сегмента с насеченным лезвием имеет лучшие режущие свойства и более длительный срок службы между перезаточками лезвий. 2 29032006.08.30 Недостаток прототипа аналогичен известному аналогу и проявляется в том, что в основу технологии изготовления сегментов заложена механическая обработка фрезерованием зубьев сегмента, которая не обеспечивает их долговечности. Основным из недостатков является и трудоемкость фрезерования зубьев сегментов. Так, на заводе Светлогорсккорммаш под годовую программу 5 млн. сегментов задействовано 9 фрезерных станков. Стойкость фрез, учитывая, что материал сегментов сталь 65 Г, не превышает 2 смен, при этом, используя для их охлаждения воздух, подаваемый под большим давлением, на производственном участке нормы шума превышают в 3-4 раза допустимые. В основу полезной модели положена задача повышения эксплуатационных свойств сегмента и снижения издержек производства за счет импортозамещения. Поставленная задача достигается тем, что в конструкции сегмента с насеченным лезвием для сельскохозяйственных машин, выполненного в виде пластины, рабочая часть которой имеет трапециевидную форму в плане, и содержит на боковых гранях передней поверхности режущие лезвия с насечкой, образованной периодическими зубцами и впадинами, согласно полезной модели, боковые грани наклонены под тупым углом к задней поверхности сегмента. Для лучшего понимания объекта промышленной собственности конструкция поясняется фигурами. Фиг. 1 - общий вид сегмента в плане. Фиг. 2 - общий вид сбоку. Фиг. 3 - сечение по А-А по фиг. 1. Конструкция сегмента с насеченным лезвием для сельскохозяйственных машин, выполненного в виде пластины 1, рабочая часть 2 которой имеет трапециевидную форму в плане, и содержит на боковых гранях 3 передней поверхности режущие лезвия 4 с насечкой, образованной периодическим зубцами 5 и впадинами 6. Сегмент характеризуется тем, что боковые грани 3 наклонены под тупым угломк задней поверхности 7 сегмента. Хвостовик 8 сегмента имеет посадочные отверстия 9 для крепления сегмента на рабочем органе сельскохозяйственной машины. Боковые грани 3 наклонены к основанию трапеции сегмента под углом- углом заострения режущих лезвий сегмента. Внедрение технологического процесса изготовления сегментных ножей путем формообразования режущих зубьев пластическим деформированием позволит полностью ликвидировать механическую обработку - фрезерование режущих зубьев ножей, т.е. будут изъяты из производства девять горизонтально-фрезерных станков и связанные с этим энергозатраты, зарплата основных рабочих и затраты на возмещение износа фрез. Конструкция сегмента с насеченным лезвием, имеющая с лицевой стороны 2 на своих боковых гранях режущие лезвия 4 с насечкой, образованной периодическим зубьями 5 и впадинами 6 изготавливается холодной штамповкой. Заполнение рельефа зубьев в процессе штамповки происходит с одновременным отгибом края заготовки под тупым угломк задней поверхности 7 сегмента. Отгиб края заготовки под тупым угломк задней поверхности 7 сегмента образует превышение задней поверхности по высоте до 0,2 мм, которое в процессе перезаточек сегмента удаляют шлифованием сегмента по всей его задней поверхности. При этой операции удаляются перемычки между зубьями. Контур сформированных зубьев лезвия 4 проявляется полностью. Новый конструктив сегмента улучшает его служебные характеристики и экономику технологии производства. Пример. В научно-исследовательской лаборатории обработки материалов давлением (НИЛ ОМД) Белорусского национального технического университета проведены исследования по формообразованию новой конструкции режущей гребенки лезвий сегментов пластиче 3 29032006.08.30 ским деформированием. Наклон боковых граней к задней поверхности сегмента формировали под тупым углом 180-199 в зависимости от типа рабочего органа сельскохозяйственной машины. Новая конструкция и технология изготовления сегмента позволила по сравнению с фрезерованием увеличить ширину режущей кромки лезвия с 6 мм до 10 мм,высоту режущих зубьев с 0,7 мм до 2 мм и производить 3-4-кратную переточку сегментов путем шлифования плоскости задней поверхности режущего лезвия сегмента, что недоступно после фрезерования. Усилие резания при применении новых сегментов при уборке зерновых снизилось в 2-3 раза, стойкость сегмента увеличилась в 1,5-2 раза за счет повышения прочности штампованного зуба и улучшения качества поверхности. Трудоемкость изготовления снизилась минимум в 2 раза, а производительность повысилась в 1,5-1,8 раза. Сопоставительный анализ В настоящее время технологический процесс изготовления сегментных ножей на РУП Светлогорсккорммаш следующий отрезка полос шириной 135 мм вырубка сегментов фрезерование режущих кромок и зубьев закалка и отпуск. Наиболее трудоемкая операция - фрезерование режущих кромок лезвия и зубьев. Для обеспечения годовой программы в 5 млн. шт. сегментов задействовано девять горизонтально-фрезерных станков. Кроме этого, учитывая, что сегменты изготавливаются из стали 65, стойкость фрез очень низкая. Поэтому завод несет большие материальные затраты на режущий инструмент в виде специальных фрез. В себестоимости сегментного ножа затраты на возмещение износа фрез составляют 15 . Внедрение новой конструкции и технологического процесса изготовления сегментных ножей путем формообразования режущих зубьев пластическим деформированием позволит полностью исключить механическую обработку-фрезерование режущих зубьев лезвий ножей, в связи с этим будут изъяты из производства девять горизонтально-фрезерных станков и связанные с этим энергозатраты, зарплата основных рабочих и затраты на возмещение износа фрез. При себестоимости 1 сегментного ножа в условиях действующей технологии на РУП Светлогорсккорммаш 191 руб., экономия затрат по предлагаемой технологии составит ориентировочно 28 руб. (191-16328), что при среднегодовом выпуске 5 млн. сегментных ножей даст экономию от внедрения нового технологического процесса 500000028140,0 млн. руб. в год. Указанные преимущества обеспечат для Республики Беларусь экономию дорогостоящей стали 65 Г около 250,0 тн в год. При стоимости 1 тонны стали 65 Г - 635000 руб., экономия металла составит в среднем за год 158,7 млн. руб. Промышленное освоение. В качестве завода-потребителя новой технологии изготовления сегментов предполагается РУП Светлогорсккорммаш. Республиканское унитарное предприятие Светлогорский завод сельскохозяйственного машиностроения Светлогорсккорммаш является одним из крупнейшим в странах СНГ производителем косилочных ножей режущих аппаратов зерно- и кормоуборочной техники. Завод располагает необходимым оборудованием, производственными площадями и энергообеспечением для производства широкой гаммы сегментов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5