CC BY
29
ing Recovery of Domestic of Plowshares Using Recycled Materials // Achievements of Science and Technology of AIC. 2016. Vol. 30. № 7. P. 105-112.
9. Mihalchenkov A.M., Grin A.M., Minenko A.A. Resource and wear process of the ploughshares restored filling of the worn out part with an electrode material // Hardening technology and coatings. 2012. № 4. P. 24-26.
10. Mikhalchenkov A.M., Kozarez I.V., Tyureva A.A., Grin A.M. The Parameters of the natural sands as a dispersed reinforcing filler for self-hardening composites based on epoxy resin // Vestnik of the Bryansk State Agricultural Academy. 2017. № 1. P. 35-40.
11. Mikhalchenkov A.M., Kiseleva L.S. Methods for the restoration of ploughshares with unremovable defects // The Bulletin of the Bryansk Branch of Moscow State University of Railway Engineering. 2012. №1 (1). P. 53-56.
УДК 631.316.22
АНАЛИЗ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЕЙ ПО ИХ СТОЙКОСТИ К АБРАЗИВНОМУ ИЗНАШИВАНИЮ
Analysis of Abrasive Wear Resistance of Actuating Devices of Deep Tillers
Михальченков A.M., д.т.н., профессор Мелешенко A.A., Таранов Е.С., Емельянов С.С., магистранты
Mikhalchenkov A.M., Meleshenko A.A., Taranov E.S., Emelyanov S.S.
ФГБОУ ВО Брянский ГАУ 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2 а
Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Как известно, глубокое рыхление относится к одному из основных видов обработки почвы. Данная операция несет в себе многофункциональное назначение и, следовательно, исполнительные органы должны соответствовать выполнению той или иной обработки (рыхление, щелева-ние, чизелевание). В последнее время особое внимание многие исследователи обращают на повышение служебных свойств долот, в частности их стойкости к абразивному изнашиванию. Многочисленные разработки, сделанные к настоящему времени не систематизированы и не осмысливались с критической стороны, что не позволяет приступить к созданию более совершенных конструкций, обеспечивающих должную надежность. В работе проанализированы 14 конструкций долот, известных из открытых источников. Из проведенного анализа следует, что исполнительные элементы по своей конструкции отличаются монофункциональностью, т.е. каждое из них предназначено для выполнения конкретной операции. Как правило, конструктивное исполнение долот не направлено на повышение износостойкости, исключением, в аспекте стойкости к абразивному изнашиванию, являются конструкции с наличием армирующих твердых участков рабочей поверхности, однако сложность изготовления не позволяет рекомендовать их к широкому внедрению. Наиболее приемлемым вариантом конструкции с точки зрения повышения стойкости к воздействию абразивной среды является долото, с наплавленным сплавом высокой твердости наконечником, однако его нельзя считать вполне изученным в плане технологической и экономической эффективности.
Summary. Deep tillage is known to be one of the basic types of soil treatment. This operation carries a multifunction setting, and, consequently, actuating devices should correspond to one or another soil preparation (soil loosening, paraploughing, chiseling). Lately, many researchers have paid some special attention on improving service properties of chisels, in particular, on their abrasive wear resistance. Numerous projects of present time are not systematized and not comprehended critically, thus not allowing working out more perfect and reliable constructions. Fourteen chisel constructions known from open sources are analyzed in the paper. It ensues from the conducted analysis, that actuating devices are monofunctional, i.e. each of them can serve for the concrete operation. As a rule, the embodiment of chisels is not aimed at the improvement of wear resistance. The exceptions are the constructions with the reinforced working surface. However, their manufacturing complexity prevents from recommending them to wide introduction. From the point of view of resistance improvement, the most appropriate construction is a chisel with its reinforced top. However, it cannot be considered fully studied in the plan of technological and economic efficiency.
Ключевые слова: глубокое рыхление, долото, износостойкость, анализ, щелевание, дренирование, чизеле вание, упрочнение.
Key words: deep tillage, chisel, wear resistance, analysis, paraploughing, drainage, chiseling, hardening.
Постановка задачи. Применение дискаторов, нередко заменяющих илуги, в ряде предприятий сельскохозяйственного производства привело к чрезмерному переуплотнению почвы. В свою очередь, создавшиеся положение вызвало необходимость в широком использовании глубокого рыхления и соответственно орудий для его проведения. Нельзя исключать в этом отношении и глубокое рыхление при дренировании почвы на переувлажненных участках, а также в районах с засушливым климатом. Широкий функциональный спектр глубокого рыхления обусловил создание значительного числа конструкций исполнительных органов (долот). Проектируя новые долота, авторы в своем большинстве опирались на необходимость выполнения ими тех или иных задач, связанных с эксплуатационными особенностями почвообработки. При этом за рамками исследований, как правило, оставались вопросы, относящиеся к обеспечению показателей надежности и прежде всего к обеспечению высокого ресурса долот, а также их износостойкости. Поэтому в задачу работы входило проведение аналитического рассмотрения известных конструкций исполнительных органов глубокорых-лителей различного функционального назначения под углом их возможностей обеспечения высокого ресурса и сопротивления абразивному изнашиванию. Такой анализ стал особенно актуальным для современной системы ведения сельского хозяйства.
Краткое описание особенностей конструкций и их недостатков
Известен рабочий орган [1] у которого имеет место конический наконечник 1 с режущей кромкой 2 и рабочей поверхностью 3 (рис. 1). Поверхность 3 обеспечивает устойчивое движение наконечника 1 на глубине рыхления 0,45-0,65 м. и способствует заглублению нижнего конца 4 стойки. Коническая поверхность наконечника 1 образует разрыхленный створ для беспрепятственного прохождения стойки 5 с минимальным тяговым сопротивлением. Выполнение наконечника 1 из полого конуса обеспечивает эффект самозатачивания режущей кромки 2.
Вызывает сомнение утверждение авторов о том, что при такой форме исполнительного органа имеет место эффект самозатачивания, так как на обратной стороне конуса отсутствует более твердая субстанция чем на его наружной части. Кроме этого, наконечник не подвергается упрочнению и имеет внутреннюю полость, снижающую абразивную износостойкость.
В соответствии с работой [2] глубокорыхлитель оснащен долотом 1, имеющим носок 2 и рабочую область 3, на поверхность, которого нанесено твердое покрытие. Оно выполнено в виде части полого цилиндра. Овальная часть в плоскости сечения цилиндра установлена горизонтально в нижней части 4 стойки и образует носок с боковинами 5,6 долота 1, обеспечивая достаточно длительный срок службы изделия (рис. 10). Повышенный ресурс достигается за счет упрочнения рабочей поверхности, присутствия эффекта самозатачивания режущей кромки и наличие боковин.
3
Рисунок 1 - Рабочий орган глубокорыхлителя
А-А
Рисунок 2 - Глубокорыхлитель почвы с упрочненным долотом, имеющим
форму полого цилиндра
Сложность исполнения и использование в качестве упрочняющего покрытия стали У9, У11 без термической обработки являются факторами, сдерживающими степень распространение подобной конструкции, т.к. твердость данных сталей недостаточна для обеспечения должной стойкости к воздействию абразива почвы.
По мнению [3], наличие в глубокорыхлителе долота 1, выполненного пустотелым с расположенным внутри него гидравлическим демпфером-компенсатором 2, и смонтированными шарнирами 3, позволяет повысить эксплуатационную надежность агрегата (рис. 3).
Рисунок 3 - Устройство для безотвальной обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений
Вряд ли подобная конструкция сможет обеспечить высокую надежность агрегата, так как долото изготавливается из эластичного материала, который по определению не может обладать значительной прочностью и высокой износостойкостью. В процессе эксплуатации не исключено нарушение целостности долота и потери гидравлического демпфера.
Ряд исследователей [4] считают, что наличие на рабочей поверхности долота полос из износостойкого материала, расположенных перпендикулярно направлению движения позволяют снизить тяговое сопротивление глубокорыхлителя. Практический опыт и данные некоторых ученных [5] показывают, что присутствие армирования на рабочих поверхностях сравнительно мало влияют на тяговое сопротивление, но существенно повышают сопротивляемость абразивному изнашиванию. В то же время низкая технологичность изготовления подобных долот не позволяет рекомендовать их для широкого использования.
Для улучшения качества обработки почвы и минимизации эксплуатационно-энергетических затрат в исследованиях [6] предложено долото с режущей плоскостью 1, у которого по середине выполнены боковые проточки, образующие разгрузочные окна 2, и которое имеет дополнительную режущую кромку 3, соединенные делителем (рис. 4).
Рисунок 4 - Долото с двумя режущими кромками
С точки зрения повышения абразивной износостойкости, такая конструкция не внесет сколь либо значимых изменений.
Достаточно широкое распространение получило долото [7], выполненное в виде пластины наружная поверхность, которой имеет наплавленный слой толщиной 0,1-0,8 от толщины пластины и длиной 2-20 от толщины пластины, в направлении от рабочего торца вдоль пластины детали (рис. 5). Наплавленный слой наряду с другими элементами содержит по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома. Такое техническое решение позволит повысить стойкость долота к абразивному изнашиванию.
3
Рисунок 5 - Упрочненное долото глубокорыхлителя (1 - долото, выполненное в виде изогнутой пластины; 2 - наплавленный слой толщиной Ь и общей длиной Н 3 - торец рабочей части долота;
Ь - толщина пластины (основания) долота)
При наличии положительных факторов в отношении абразивной износостойкости, чрезмерно высокий расход дефицитного хрома, безусловно, будет сдерживать применение такой конструкции. Кроме этого, авторы не указывают, каким образом будет влиять плазменная наплавка на геометрическую форму детали, а, следовательно, и агротехнические показатели рыхления.
В орошаемом земледелии, в ряде случаев, рекомендуется использовать дренер 1 (рис. 6) с коническим наконечником 2, который снабжен режущим элементом из износостойкого материала, выполненным в виде правильного многоугольника 3, при этом лобовой участок размещен под углом к его оси, что позволяет существенно увеличить срок службы рабочего органа в целом [8].
Высокая сложность конструктивного и технологического исполнения не позволяет рекомендовать подобный дренер для широкого внедрения при глубоком рыхлении, хотя наличие твердосплавного наконечника (рис. 7) позволит в определенной степени увеличить его стойкость к изнашиванию.
Увеличение ресурса рабочего органа глубокорыхлителя может быть достигнуто использованием 8 - образного оборотного долота (рис. 8) [9], которое по достижении износа режущей кромки поворачивают на 180°.
;;; ;////; /;/
Рисунок 6 - Дренер
Рисунок 7 - Профиль конического наконечника
Рисунок 8 - Рабочий орган с оборотным 8 - образным долотом
Так как данной работой не предусматривается применение упрочняющих технологий в отношении долота, то такой технический подход не обеспечит существенного повышения наработки до отказа представленной конструкции.
Работы Новосибирского ГАУ [10] показали, что служебные свойства долот глубокорыхлителей можно повысить применением многослойного формации с выпукло-гладкой клинообразной формой и крыльями треугольной геометрии (рис. 9). Долото выполняют составными блоками из мягких -низкой износостойкости и твердых - высокой износостойкости слоев, соединенных между собой при-валочными плоскостями. При этом ширина мягких слоев равна или больше ширины твердых слоев. В качестве слоев долота могут выступать припой или наплавка. Под действием абразивного износа мягкие слои меняют форму активной рабочей поверхности рыхлящих клиньев с образованием на них выемок-отражателей брахистохрон. За счет выемок-отражателей трение скольжения материнской породы по активной части долота замещается на трение качения.
4
Рисунок 9 - Многослойное долото (1 - наральник; 2 - мягкий слой; 3 - твердый слой; 4 - стойка)
Данное техническое решение несомненно представляет интерес, однако в работе отсутствуют конкретизированные данные по величине ресурса и затратах на изготовление конструкции долота, что не позволяет провести оценку его эффективности.
Разработанный в [11] глубокорыхлитель, где рабочие органы верхних ярусов выполнены в виде стрельчатых лап, а нижнего - в виде долота отличается низкой технологичностью изготовления стойки, лап и долота, незначительной надежностью и высокой склонностью к разрушению крепежа. Отмеченное не позволяет рекомендовать его к широкому использованию.
Исполнительный орган глубокорыхлителя [12] имеет изогнутый в поперечно-вертикальной плоскости нож 1, нижняя часть которого отогнута от его поверхности, и в котором, нижняя часть ножа расположена со смещением вперед по направлению движения, а его режущие кромки имеют форму направленной выпуклостью назад параболы (рисунок 10). Такое техническое решение не обеспечивает повышение ресурса, отличается большими энергозатратами, нетехнологичностью конструкции и низкой монтажеспособностью.
Рисунок 10 - Исполнительный орган глубокорыхлителя (1-нож, 2-крепеж)
Техническим недостатком рабочего органа рыхлителя [13], включающего стойку 1, шарнирно соединенный с ней пластинчатыми кронштейнами 4 подрезающий нож 2 и приводную тягу 3, шарнирно соединенную с подрезающим ножом, а другим концом - с вибратором 5 (рис. 11), является сложность изготовления подвижных узлов, надежно работающих в почве. Кроме этого конструкция не обеспечит существенного повышения ресурса.
Рисунок 11 - Рабочий шарнирно - соединенный орган рыхлителя
Долото [14] (рис. 12) с режущей плоскостью, представляющей собой эллипсообразную поверхность 10, на которой закреплены поперечные перегородки 2, определяющие переменное сопротивление движению, вызывающее колебательные процессы почвы, по мнению разработчиков, снижает тяговое сопротивление и повышает стойкость к абразивному изнашиванию.
Рисунок 12 - Эллипсообразное долото: а - разрез долота; б - верхняя поверхность долота
К причине, препятствующей распространению данного технического результата, относится снижение качества рыхления при увеличении влажности почвы вследствие залипания исполнительного органа. Повышение ресурса также объясняется залипанием, что не может быть принято во внимание с технической точки зрения.
Среди долот различной геометрической формы выделяется долото [15], изготовленное в виде круглого стержня, на поверхности, которого выполнены углубления, наплавленные твердым сплавом,
расположенные по длине его рабочей поверхности и равномерно по периметру. Другим вариантом такого технического подхода является наличие твердой наплавки, когда углубления по стержню размещены по образующим его рабочей поверхности. Наряду с этим предложена наплавка в углубления, размещенные по винтовым линиям многозаходного винта. Причиной, препятствующей реализации таких долот, является технологическая сложность их изготовления. Более того в [15] отсутствуют результаты, подтверждающие повышение стойкости к абразивному изнашиванию.
Выводы
1. Долота по своему конструктивному исполнению в большинстве случаев отличаются монофункциональностью, т.е. каждое из них предназначено для выполнения конкретной операции.
2. Как правило, конструктивное исполнение долот не направлено на повышение износостойкости.
3. Исключением, в аспекте стойкости к абразивному изнашиванию, являются конструкции с наличием армирующих твердых участков рабочей поверхности, однако сложность изготовления не позволяет рекомендовать их к широкому внедрению.
4. Наиболее приемлемым вариантом конструкции с точки зрения повышения стойкости к воздействию абразивной среды является долото с наплавленным сплавом высокой твердости наконечником, однако его нельзя считать вполне изученным в плане технологической и экономической эффективности.
Библиографический список
1. Рабочий орган глубокорыхлите ля: пат. 2263429 Рос. Федерация / Зволинский В.П., Климов C.B., Шагаипов М.М., Салдаев A.M. 2005. Бюл. № 31.
2. Рабочий орган глубокорыхлителя: пат. 2269237 Рос. Федерация / Елисеев А.К, Салдаев A.M. 2005. Бюл. № 4.
3. Устройство для безотвальной обработки почвы в междурядьях многолетних насаждений: пат. 2415525 Рос. Федерация / Медовник А.Н., Твердохлебов С.А., Тарасенко С.А., Цыбулевский
B.В., Горовой С.А., Самсонов A.A., Городничий A.C. 2011. Бюл. № 10.
4. Рабочий орган для глубокого рыхления почвы: пат. 2518454 Рос. Федерация / Джабборов Н И., Добринов A.B., Лобанов A.B., Федькин Д.С. 2014. Бюл. № 16.
5. Михальченков A.M., Козарез И.В., Горбачев Р.В. Влияние наплавочного армирования на изнашивание восстановленных лемехов компании Vogel & Noot // Труды ГОСНИТИ. М., 2013. Т. 11.
C.50 -55.
6. Рабочий орган для глубокорыхлителя: пат. 2362286 Рос. Федерация / Борисенко И.Б., Борисенко П.И., Павленко В.И., Пындак В.И., Кутузов Д.С., Елфимов М.В., Арзамасцев В.П. 2009. Бюл. № 21.
7. Долото глубокорыхлителя: пат. 2532971 Рос. Федерация / Ветер В.В., Бондаренко В.В., Белкин Г.А., Марков Б.А., Епифанов В.М. 2014. Бюл. № 32.
8. Рабочий орган глубокорыхлителя: пат. 1790826 Рос. Федерация / Назарков Ю.М., Салдаев A.M. 1993. Бюл. № 4.
9. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия: пат. 1303051 Рос. Федерация / Панов ИМ., Кузнецов Ю.А., Павлов A.B., Корабельский В.И., Ветохин В.И., Гильштейн П.М., Сонис З.Г. 1987. Бюл. №14.
10. Белый A.B., Щукин С.Г. Рыхлящее долото экспериментального орудия / Прикладные аспекты студенческой науки: сборник XV Региональной научно-практической конференции. Новосибирск, 2016. С. 113 - 118.
11. Глубокорыхлитель: пат. 1466668 Рос. Федерация / Игамбердиев А.К, Кушнарев А.С 1989. Бюл. № 11.
12. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия: пат. 1436898 Рос. Федерация / Аникин A.A., Юдкин В.В., Бойков В.М. 1988. Бюл. № 42.
13. Рабочий орган рыхлителя: пат. 1641209 Рос. Федерация / Болбышко В.А., Беляев A.A. 1991. № 14.
14. Глубокорыхлитель: пат. 1192650 Рос. Федерация / Богатов Е.А., Танклевский A.M., Барчук A.C. 1985. № 43.
15. Рабочий орган щелевателя: пат. 1630620 Рос. Федерация / Салдаев A.M.
References
1. Rabochij organ glubokoryhlitelja: pat. 2263429 Ros. Federacija / Zvolinskij V.P., Klimov S.V., ShagaipovM.M., Saldaev A.M. 2005. Bjul. № 31.
2. Rabochij organ glubokoryhlitelja: pat. 2269237 Ros. Federacija /Eliseev A.K., Saldaev A.M. 2005. Bjul. № 4.
3. Ustrojstvo dlja bezotval'noj obrabotki pochvy v mezhdurjad'jah mnogoletnih nasazhdenij: pat. 2415525 Ros. Federacija /Medovnik A.N., Tverdohlebov S.A., Tarasenko S.A., Cy-bulevskij V.V., Gorovoj S.A., Samsonov A.A., Gorodnichij A.S. 2011. Bjul. № 10.
4. Rabochij organ dlja glubokogo ryhlenija pochvy: pat. 2518454 Ros. Federacija /Dzhabborov N.I., Do-brinov A.V., Lobanov A.V., Fed'kin D.S. 2014. Bjul. № 16.
5. Mihal'chenkov A.M., Kozarez I.V., Gorbachev R.V. Vlijanie naplavochnogo armirovanija na iznashivanie vosstanovlennyh lemehov kompanii Vogel & Noot// Trudy GOSNITI. M., 2013. T. 11. S.50 -55.
6. Rabochij organ dlja glubokoryhlitelja: pat. 2362286 Ros. Federacija / Borisenko I.B., Borisenko P.I., Pavlenko V.I., Pyndak V.I., KutuzovD.S., ElfimovM.V., Arzamascev V.P. 2009. Bjul. № 21.
7. Doloto glubokoryhlitelja: pat. 2532971 Ros. Federacija / Veter V.V., Bondarenko V.V., Belkin G.A., Markov B.A., Epifanov V.M. 2014. Bjul. № 32.
8. Rabochij organ glubokoryhlitelja: pat. 1790826 Ros. Federacija / Nazarkov Ju.M., Saldaev A.M. 1993. Bjul. № 4.
9. Rabochij organ pochvoobrabatyvajushhego orudija: pat. 1303051 Ros. Federacija /Panov I.M., Kuzne-cov Ju.A., PavlovA.V., Korabel'skij V.I., Vetohin V.I., Gil'shtejnP.M., Sonis Z.G. 1987. Bjul. №14.
10. Belyj A.V., Shhukin S.G. Ryhljashhee doloto jeksperimental'nogo orudija /Prikladnye aspekty studench-eskoj nauki: sbornik XVRegional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii. Novosibirsk, 2016. S. 113 -118.
11. Glubokoryhlitel': pat. 1466668 Ros. Federacija / Igamberdiev A.K., Kushnarev A.S 1989. Bjul. № 11.
12. Rabochij organ pochvoobrabatyvajushhego orudija: pat. 1436898 Ros. Federacija / Anikin A.A., Jud-kin V.V., Bojkov V.M. 1988. Bjul. № 42.
13. Rabochij organ ryhlitelja:pat. 1641209 Ros. Federacija /Bolbyshko V.A., Beljaev A.A. 1991. № 14.
14. Glubokoryhlitel': pat. 1192650 Ros. Federacija /Bogatov E.A., Tanklevskij A.M., Barchuk A.S. 1985. № 43.
15. Rabochij organ shhelevatelja: pat. 1630620 Ros. Federacija / Saldaev A.M. УДК 338.436
ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМА УЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ОРГАНИЗАЦИЙ АПК
Algorithm Construction of Accounting and Analytical Support of Risk Management Processing of Agricultural Organizations
Чечеткин С.А., аспирант [email protected] Chechotkin S.A.
ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА
им. К.А. Тимирязева» 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Russian Timiryazev
State Agrarian University»
Реферат. Условия конкуренции и возникающей неопределенности в бизнесе обусловили необходимость создания блок-схемы учетно-аналитического обеспечения управления рисками перерабатывающих организаций АПК. Сформированная блок-схема учетно-аналитического обеспечения управления рисками в перерабатывающих организациях АПК включает следующие блоки: оценка стратегии перерабатывающей организации АПК; информационная база по управлению рисками; оценка и анализ рисков; способы и методы управления риском; система элементов учетного сопровождения и мониторинга рисков; отчетность для мониторинга рисков. Предложенная блок-схема позволяет учитывать риски, присущие перерабатывающей организации АПК, прогнозировать и анализировать развитие организации с учетом воздействия рисков, а также принимать конструктивные управленческие решения на основе получаемой информации.
Summary. Competition conditions and resulting uncertainty in business necessitated the creation of a block diagram of accounting and analytical support of risk management processing of agricultural organizations. The formed block diagram of accounting and analytical support of risk management in the processing of agro-industrial complex organizations includes the following units: strategy assessment of a processing organization of agro-industrial complex; the information base for risk management; risk assessment and
