CC BY
3УДК 621.791.75
АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛАП КУЛЬТИВАТОРОВ ГАЗОПЛАМЕННЫМ НАПЫЛЕНИЕМ
Зайцев С.А., к.т.н. Багринцев О.О., магистрант 2 курса направления подготовки 35.04.06 «Агроинженерия» Харин М.В., Мурлыкин Р.Ю., бакалавры 2 курса направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрена технология газопламенного напыления на примере лапы культиватора КППШ-6 с агротехнической оценкой результатов повышения долговечности.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Инструмент, газопламенное напыление, износостойкость, защитные покрытия, агротехническая оценка.
ABSTRACT
This article describes the technology of flame spraying, for example, the arms of the cultivator KPSH-6 agronomic evaluation of durability.
KEYWORDS
Tool, flame spraying, wear resistance, protective coating, agronomic evaluation.
На основе теоретических и эксперементальных исследований разработана технология упрочнения лап культиваторов газопламенным напылением порошковым материалом, содержащим механическую смесь порошка ПР-НХ17=40% и порошка ПР-Х4ГСР=60% (рис. 1) [1-21].Технология включает в себя следующие операции: очистку, дефектацию, оттяжку (для восстанавливаемых лап культиватора), пескоструйную обработку упрочняемой рабочей поверхности, подготовку порошковой износостойкой смеси, газопламенное нанесение порошковой смеси, ее оплавление, механическую обработку до требуемого размера, заточку рабочей поверхности, контроль качества.
Лапы культиваторов очищают от грязи и жировых отложений с помощью моющего средства Лабомид-315 с последующим споласкиванием в синтетическом моющем средстве Лабомид-102. Сушку деталей после промывки проводят в сушильном шкафу при температуре 80-150°С или обдувают сжатым воздухом.
Для получения требуемой шероховатости под напыление упрочняющего покрытия рабочую поверхность лапы подвергают пескоструйной обработке. Шероховатость поверхности после обработки должна быть Rz = 120 - 60 мкм.
Контроль качества струйной обработки проводился сравнением с эталонными образцами, в качестве которых использовались детали, обработанные на вышеуказанных режимах. Эталонные образцы необходимо хранить в чистой сухой плотно закрытой полиэтиленовой упаковке.
Следы масла или каких-либо других загрязнений на восстанавливаемой поверхности, как известно, резко снижают прочность сцепления покрытий напыленных газопламенным напылением. В связи с этим подготовленная к напылению поверхность детали должна тщательно оберегаться от загрязнения. Трогать поверхность руками без сухих чистых хлопчатобумажных перчаток не допускается. Детали, поверхности которых подготовлены к напылению, необходимо хранить на специальных закрывающихся стеллажах, время их хранения до напыления не должно превышать 2,5 ч.
Рисунок 1 - Напыленная лапа культиватора комбинированного КППШ-6
Для нанесения покрытий использовали порошковую газопламенную горелку фирмы «ТЕРМ!КА» марки «Искра-1». В качестве горючего газа использовали ацетилен баллонный ГОСТ5457, транспортирующего газа - кислород баллонный ГОСТ5583. Материалом, напыленным на поверхность стали 65Г, служила механическая смесь порошка ПР-НХ17=40% и порошка ПР-Х4ГСР=60%. Фракция порошка 40 - 60 мкм. Сушку порошка проводили в шкафу сушильном снол-3,5 при температуре t=120...1500С в течение 1...1,5 часа, просев - на вибросите 028М. Изолирование прилегающих поверхностей не подвергаемых напылению осуществляли с помощью защитных экранов из фольги, закрепляемых проволокой.
Перед газопламенным напылением с последующим оплавлением упрочняемую поверхность предварительно нагревали в печи СНОЛ-3,5 до температуры t=200°С. Газопламенное напыление проводили в следующих режимах: давление кислорода 0,4...0,45 МПа, ацетилена 0,07.0,1 МПа, дистанция напыления 20 см, угол атаки 900, производительность 1,5...2,5 кг/ч, фракция порошка 40...60 мкм. После напыления порошков покрытие оплавляли той же горелкой с использованием ацетилено-кислородного пламени, но без подачи порошка. Участок, покрытый порошком нагревали до полного расплавления всех зерен металла в напыленном слое. Оплавление проводили при температуре 1000°С (рисунок 2)._
Рисунок 2 - Оплавление напыленной лапы культиватора
Агротехнические испытания рабочих органов проводились по ОСТ 70.4.2 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методы испытаний».
При их проведении оценивались приспособленность экспериментальных лап к выполнению такой важной задачи, как подрезание сорняков. В соответствии с указанным ОСТ, подрезаемость сорных растений определяли отношением количества подрезанных растений к количеству сорных растений, имевшихся до обработки на учетных площадках [22].
Учетные площадки, на которых определяли засоренность земельного участка до обработки, ограничивали колышками. Учет подрезания сорных растений осуществляли в четырехкратной повторности (две по ходу вперед, две-обратно).
Достоверность опытных данных определяли следующим путем. Проведенная дефектация изношенных лап культиваторов показала, что распределение их износов подчиняется нормальному закону распределения. Коэффициент вариации V при испытаниях на износостойкость составляет 0,3...0,4. Доверительная вероятность а в пределах 0,80.0.95 считается для испытаний сельскохозяйственной техники удовлетворительной. Число лап N можно определить из выражения:
УЬ _ ^пЬ /л\
V ' (1)
где у - относительная ошибка, обычно у =0,20.0,10; V - коэффициент вариации; tnL - коэффициент Стьюдента;
N - число лап.
Подставляя =0,20 и V =0,30 находим, что =0,667. При а =0,8 по табличным
л1М
данным [23] коэффициентов Стьюдента находим, что N =5.
Следовательно, при установке на культиваторе пяти экспериментальных и пяти серийных лап это обеспечит достаточную достоверность опытных результатов.
Для определения подрезаемости сорняков культиватор КППШ-6 полностью укомплектовывался экспериментальными лапами и проводилась обработка поля на определенную длину гона.
После культивации на поверхности поля не было сорняков, не потерявших связь с почвой. Такая картина была на всех участках, обработанных экспериментальными и серийными лапами. Глубину корневой системы, равной или превышающей глубину обработки имели 10-12 % сорной растительности (в основном это осот, пырей ползучий, вьюнок полевой и хвощ полевой).
Эксплуатационные испытания упрочненных с наружи и с тыльной стороны лап проводились на черноземных почвах Орловской и Курской областей. Обработано было 300 га паров. Износ лап упрочненных с наружи составил по толщине 1,1 мм, в то время как у упрочненных с тыльной стороны 1,2 мм. При этом стойкость упрочненных лап практически не уменьшилась. Полевые испытания показали также, что тяговое сопротивление агрегата уменьшилось на 10.12%.
Вывод
1. Полученные результаты агротехнической оценки позволяют сделать вывод, что степень подрезания сорняков стрельчатыми лапами культиваторов упрочненных порошкообразным материалом, для напыления износостойких покрытий, содержащим механическую смесь порошка ПР-НХ17 (40%) и порошка ПР-Х4ГСР (60%), удовлетворяет агротехническим требованиям обработки почвы.
2. Износостойкость упрочненных газопламенным напылением рабочих поверхностей лап культиваторов по сравнению с новыми лапами, по результатам сравнительных эксплуатационных испытаний на почвах Орловской и Курской областей, увеличился в 3 раза.
Библиография:
1. Зайцев С.А. Упрочнение и восстановление лап культиваторов. // Сборник научных работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2005. - 285с., с.267-269.
2. Зайцев С.А., Поляков П.А. Газопламенное упрочнение и восстановление лап культиватора.// Надежность и ремонт машин: Сборник материалов 2-ой Международной научно-технической конференции. - Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2005. -446с., ил., с.158-163.
3. Зайцев С.А. Упрочнение и восстановление лап культиваторов газопламенной наплавкой. // Ресурсосбережение-XXI век: Сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2005. -416 с., ил., с.48-53.
4. Зайцев С.А., Круц П.В. Эксперементальные исследования лап культиватора упрочненных технологией газопламенного напыления.// Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК. Материалы к Межрегиональной выставке-конференции 17-19 ноября 2010 г.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011 - С. 174-178.
5. Коломейченко, А.В. Влияние дистанции напыления на физико-механические свойства при упрочнении газопламенным напылением рабочих поверхностей лап культиваторов / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Ремонт, восстановление, модернизация -2013.-№5.- С. 32-34.
6. Коломейченко, А.В. Влияние фракции экспериментального порошка на физико-механические свойства покрытий при газопламенном напылении / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Техника и оборудование для села. -2013.-№3(189).
7. Зайцев С.А. Зависимость износостойкости от микротвердости в газонапыленных покрытиях лап культиваторов// Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК. Материалы к Межрегиональной выставке-конференции 17-19 ноября 2010 г.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011 - С. 178-180.
8. Зайцев С.А., Чугуев Л.И. Исследование микротвердости и прочности сцепления рабочих поверхностей лап культиватора упрочненных газопламенным напылением// Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых 24-25 апреля 2012.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012 - С. 117-121.
9. Ли, Р. И. Теоретические аспекты повышения эффективности восстановления корпусных деталей сельскохозяйственной техники композициями на основе эластомеров / Ли Р. И., Машин Д. В., // Вестник МичГАУ. - 2013. - № 1. - С. 5355;
10. R. I. Li, M. A. Shipulin. Evaluative quality parameters in nondestructive control of adhe-sive metallic bonds in machine unit. ISSN 1995_4212, Polimer Science, Series D. Glues and Sealing Materials, 2012, Volume 5, Number 1, pp. 15-19;
11. R. I. Li, D. N. Psarev. A Model for Forming a Uniform Polymer Coating on the External Surface of a Rotating Cylinder. ISSN 1995_4212, Polymer Science, Series D. Glues and Sealing Materials, 2015, Vol. 8, No. 3, pp. 249-252;
12. Соловьев Р.Ю. Нетрадиционная триботехника для АПК/ Соловьев Р.Ю., Дунаев А.В.// Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 1. С. 76-78.
13. Технология ремонта машин. Лабораторный практикум: учебное пособие в 2 ч. Ч. II. / А. В. Коломейченко, В. Н. Логачев, Н. В. Титов [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. - 156 с.
14. Основы научных исследований: учебное пособие / И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев [и др.]. - СПб.: Изд-во Лань, 2015. - 304 с.
15. Надежность технических систем. Практикум: учебное пособие / А.В. Коломейченко, Ю.А. Кузнецов, Н.В. Титов [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. - 112 с.
16. Надежность технических систем. Курсовое проектирование. учебное
пособие / Е.А. Пучин, А.В. Коломейченко, В.Н. Коренев [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012. - 96 с.
17. Зайцев С.А. Агротехническая оценка упрочненных газопламенным напылением лап культиваторов / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Труды ГОСНИТИ. Доклады молодых ученых на 1 Конференции молодых ученых и специалистов Отделения механизации, электрофикации и автоматизации РАСХН, прошедшей 6-7 июня 2012 года в ГНУ ГОСНИТИ г. Москва по тематике «Научное обеспечение инновационных процессов в агропромышленной сфере»- 2013. - Том 111. Часть 1. -С.99-103.
18. Зайцев С.А. Теоретическое обоснование повышения износостойкости покрытия упрочненных лап культиватора газопламенным напылением механической смесью порошков / Зайцев С.А // Известия ОрелГТУ. Серия Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2009. - №2/274(560). - С. 46-49
19. Зайцев, С.А. Теоретические исследования химических процессов при упрочнении газопламенным напылением рабочих поверхностей лап культиваторов / Коломейченко А.В., Зайцев С.А., Коношина С.Н.// Труды ГОСНИТИ. - Т. 123. 2016. - С. 191-199.
20. Зайцев, С.А. Методика определения ударной вязкости лап культиватора упрочненных газопламенным напылением / Зайцев С.А.// Труды ГОСНИТИ. - Т. 123. 2016. - С. 187-190.
21. Зайцев, С.А. Разработка технологического процесса упрочнения лап культиватора газопламенным напылением с оплавлением покрытия / Зайцев С.А., Багринцев О.О., Харин М.В., Мурлыкин Р.Ю.// Сетевой научный журнал Орел ГАУ. №1(6). - Орел. -2016. С. 135-138.
22. Кугель Р.В. Ускоренные ресурсные испытания в машиностроении. - М.: Знание, 1969. - 134с.
23. Статические методы обработки эмпирических данных. - М.: Издательство стандартов. 1978. - 254с.
УДК 621.824.004.67
СПОСОБЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ
МЕТАЛЛИЗАЦИИ
Измалков А.А., Писарев Д.О., магистранты 2 курса направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» Гнеушев А.В., Пронин А. В., Авдеев К.А., магистранты 1 курса направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В работе приводятся краткие сведения о способах совершенствования технологии электродуговой металлизации и улучшения характеристик ЭДМ-покрытий. Рассматриваются основные недостатки технологии электродуговой металлизации и возможные пути их устранения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Адгезионно-когезионная прочность, сверхзвуковое сопло металлизатора, аэрозольное флюсование, окислительный потенциал.
ABSTRACT
The paper summarizes the information about how to improve the arc spraying technology and improve the EDM-performance coatings. The main disadvantages of arc spraying technology and possible ways to address them.
