CC BY
19ТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПК И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 631.354.022.004.621.63-047.44
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПАЛЬЦЕВ ЖАТОК
СОВРЕМЕННЫХ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ
И.С. Кузнецов, Т.С. Прокошина
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина»
Аннотация. В работе описаны условия работы режущего аппарата жаток зерноуборочных комбайнов. Представлен анализ износной информации режущих поверхностей пальцев KG35 379720, фирмы New Holland и пальцев Р230.21.000, комбайнов ACROS. Выявлены статистические показатели износов и теоретические законы распределения износной информации. Установлено, что максимальный износ режущих поверхностей пальцев составляет 1,5 мм, при этом от 70 до 93% продефектованных поверхностей требуют своего восстановления и последующего упрочнения. Средняя наработка на отказ пальцев KG35 3 79720 составляет 21 га. Пальцы Р230.21.000 имеют среднюю наработку на отказ 11 га.
Ключевые слова: изношенные пальцы, работа режущего аппарата, износ режущих поверхностей, ресурс пальцев.
Введение. Исследования надежности современных зерноуборочных комбайнов разных марок показывают, что примерно 12...20 % возможных отказов зерноуборочных комбайнов относятся к режущим аппаратам жаток [1, 2]. В свою очередь, около 90% отказов режущего аппарата возникает из-за износа, поломок и повреждений деталей режущей пары. Анализ данных, полученных в ходе наблюдения, предоставил возможность установить типичные неисправности элементов режущей пары, к которым относятся поломки, выкрашивания и механический износ сегментов и пальцев, ослабление заклепок сегментов и противорежущих пластин.
В работах [3, 4] отмечается, что износ деталей режущего аппарата зависит от состояния растительной массы и количества в ней абразивных частиц (кристаллов кремнезема и частиц кварца). Большое влияние на износ оказывает рельеф полевых участков, механический состав и каменистость верхнего слоя почвы этих участков. При движении комбайна по неровному, с выраженным рельефом, полю жатка вместе со стеблями захватывает верхний слой почвы, что
усиливает эффект контакта элементов режущей пары с абразивом. Кроме этого большое влияние на износ деталей режущей пары оказывает вертикальная сила, возникающая в результате процесса резания, под воздействием которой лезвие сегмента прижимается к режущей поверхности пальца [3-5].
Проанализировав работу [3], можно утверждать, что зазор между сегментом и режущей поверхностью пальца по длине ножа описывается периодической функцией. Что обусловлено изгибом ножа в продольном направлении под действием тягового усилия привода, которое вызывает его деформацию и повышенный износ пальцев в местах изгиба ножа. Это подтверждается проведенным нами анализом износов пальцев, которым установлена существенная разница между минимальным и максимальным износом режущей поверхности пальцев одной жатки [6]. Данное обстоятельство определяется конструктивными особенностями режущего аппарата зерноуборочного комбайна. Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что детали режущего аппарата комбайна работают в тяжелых условиях абразивного износа. Наиболее ответственной, конструктивно и технологически сложной, а также дорогой и массовой деталью режущего аппарата жатки зерноуборочного комбайна является палец. Поэтому для проведения научных исследований были выбраны детали (режущие поверхности) наиболее распространенных современных зерноуборочных комбайнов фирмы John Deere.
Материалы и методы исследования.
Для проведения научных исследований были выбраны детали (режущие поверхности) наиболее распространенных современных отечественных и зарубежных зерноуборочных комбайнов:
1. Палец Р230.21.000 устанавливается на жатки модели РСМ-081.27 и ЖУ-5; ЖУ-6, ЖУ-7; ЖУ-8,6 комбайнов Дон-1500, ACROS. Выполнен из стали 35Л. Материал противорежущей пластины сталь 65Г ГОСТ 14959 (рисунок 1).
2. Палец KG35 379720 устанавливается на жатки типа Varifeed, High Capacity, Extra Capacity, комбайнов серий CX, CR, CS и CSX фирмы New Holland изготовлен из стали EN8D BS970:1955-аналога стали 45 ГОСТ 1050 (рисунок 2).
Для получения достоверной информации об износах деталей, была продефектована выборка изделий в количестве 100 штук каждого наименования. Измеряли линейный износ режущей поверхности пальца, при помощи IIIIIII-I 0-300-0,01 ГОСТ 166-89. Обработку полученных данных проводили с использованием ПЭВМ.
Места износа рабочих поверхностей
Рисунок 1 - Изношенный палец Р230.21.000
Места гоноеа рабочих поверхностей
Результаты и обсуждение. Исследованиями было установлено, что износ и затупление серийных изделий характеризуется двумя стадиями: приработкой и естественным изнашиванием. Приработка происходит, главным образом, в течение наработки режущих поверхностей в 1 гектар. В этот период наблюдается наиболее интенсивный износ рассматриваемых поверхностей. На режущих поверхностях пальцев Р230.21.000наблюдается явно выраженная выпуклость. Кромки после приработки имеют радиус скругления 0,07...0,1мм. Результаты математической обработки износной информации представлены в таблице 1 и на рисунках 3.. .4.
Таблица 1 - Статистические показатели
Параметры ТЗР
Наименование изношенной поверхности и Теоретический закон распределения (ТЗР) ^ (и ^ К <и н = <я и а <и д И § ° Ё > О О Я м 1—г ^ ^ ^ 1—Г ■е а минималь- (Имин), мм а о & « « И з Ч I и ^ а ¡1 § и * И а & 0х (и « И <и И 2
детали износов й н к о 3 § & § <п О Л И « о И Л С ® к о о о И со « у « о ч И л ¡о д « ч И н о
Режущая
поверхность
пальца ЗНР 0,162 0,333 0,80 1,248 1,50 2,60
марки
Р230.21.000
Режущая
поверхность
пальца ЗРВ 0,171 0,446 0,90 1,252 1,50 9,42
маркиКС35
379720
Ш
Н ни
Рисунок 3 - Теоретические интегральные кривые распределения износов режущей поверхности пальцев Р230.21.000
Ни!
г 1
-0.8
■0,6
■ОЛ
№
О
0.90 096 ¡02 1.08 1.20 126 1.32 138 Щ 150
Н мм
Рисунок 4 -Теоретические интегральные кривые распределения износов режущей поверхности пальцев КС35 379720
Анализ полученной информации показал, что от 70 до 93% продефектованных режущих поверхностей деталей требуют восстановления. При этом максимальный износ пальцев имеет значение 1,5 мм. Средняя наработка на отказ пальцев КС35 379720 составляет 21 га. Пальцы Р230.21.000 имеют среднюю наработку на отказ 11 га.
В целом анализ технического состояния пальцев показал, что их режущие поверхности подвергаются воздействию агрессивных сред и материалов и существует необходимость в увеличении износостойкости этих деталей. В свою очередь методы поверхностного упрочнения, применяемые в производстве для режущих поверхностей деталей, требуют усовершенствования или замены на новые методы, которые позволяли бы получать износостойкие слои из новых материалов, имеющих высокие физико-механические свойства.
Химический состав материалов, используемых для изготовления пальцев жаток, позволяет применять методы поверхностного упрочнения деталей и методы нанесения упрочняющих покрытий. Многочисленные результаты исследований показывают убедительные преимущества таких методов [4 - 9].
Вывод. Часто изнашиваемыми деталями зерноуборочного комбайна являются пальцы жаток, их максимальный износ колеблется в пределах 1,31.1,5 мм, при этом от 70 до 93% продефектованных поверхностей требуют своего восстановления.
Список использованных источников:
1. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Теория и практика электроискрового упрочнения режущих деталей машин аморфными и нанокристаллическими сплавами: учеб. монография // Орел. Изд-во Орел ГАУ. 2015. - 174. с.
2. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Упрочнение электроискровой обработкой режущих кромок зерноуборочных машин // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2013. Т. 40. №1. С. 187-190.
3. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Определение рационального времени электроискровой обработки пальцев жаток зерноуборочных комбайнов электродом из аморфного сплава марки 84КХСР // Труды ГОСНИТИ. 2016. Т. 124. № 3. С. 35-39.
4. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С., Кравченко И.Н. Технология восстановления пальцев жаток зерноуборочных комбайнов с упрочнением электроискровой обработкой // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. 2015. № 2 (66). С. 27-32.
5. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Результаты эксплуатационных испытаний деталей режущего аппарата зерноуборочных машин, упрочненных электроискровой обработкой электродом из аморфного сплава 84КХСР // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. 111, Ч. 1. С. 91-94.
6. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Упрочнение электроискровой обработкой режущих кромок зерноуборочных машин // Вестник ОрелГАУ : теоретич. и науч.-практ. журн. 2013. №1. С.187-190.
7. Кузнецов И.С., Прокошина Т.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зерноуборочных машин // В сборнике: Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК Сборник материалов к Межрегиональной выставке-конференции. 2011. С. 192196.
8. Кузнецов И.С., Хромов В.Н., Петрашов A.C., Прокошина Т.С., Мошкин A.A. Электроискровое легирование // В сборнике: Сборник докладов молодых ученых факультета агротехники и энергообеспечения Орел, 2007. С. 62-68.
9. Кузнецов И.С. Электроискровая обработка электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов режущих деталей // Труды ГОСНИТИ. 2011. Т. 108. С. 230-233.
10. Кузнецов И. С. Электроискровая технология упрочнения деталей режущего аппарата жаток электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов : автореферат дис... кандидата технических наук : 05.20.03 / Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева. Саранск, 2013.
11. Крупин А.Е. Увеличение износостойкости ножей косилки// Сельский механизатор. 2013. №3. С. 34-35.
12. Крупин А.Е., Колпаков А.В. Продление ресурса режущих аппаратов уборочных машин// Сельский механизатор. 2013. №4. С. 3638.
13. Крупин А.Е., Маркин М.В., Миронов Е.Б. О способах упрочнения режущих элементов уборочных сельскохозяйственных машин // Новая наука: Проблемы и перспективы. 2016. №8 (97). С. 155-158.
14. Крупин А.Е., Матвеев В.Ю. Повышение износостойкости ножей ротационных косилок путем оптимизации параметров хромирования их поверхностей // Труды ГОСНИТИ. 2015. Т. 119. С. 213-218.
Кузнецов Иван Сергеевич, кандидат технических наук, доцент Прокошина Т. С. старший преподаватель, Ivan-654@yandex.ru. Россия, Орел, ФГБОУВО Орловский Государственный Аграрный Университет имени Н.В. Парахина
ANALYSIS OF THE CONDITION OF WORN FINGERS OF HEADERS OF MODERN COMBINE HARVESTERS
Kuznetsov I.S., T.S. Prokoshina
Abstract. The paper describes the working conditions of the cutting apparatus of combine harvesters' headers. The analysis of the wear information of the cutting surfaces of the fingers KG35 379720 of the company New Holland and the fingers P230.21.000 of combine harvesters ACROS is given. The statistical indicators of wear and the theoretical laws of the distribution of wear information are revealed. It is established that the maximum wear of the cutting surfaces of the fingers is 1.5 mm, while from 70 to 93% of the defected surfaces require their restoration and subsequent hardening. The average time to finger failure KG35 379720 is 21 hectares. Fingers P230.21.000 have an average operating time for failure of 11 hectares.
Keywords: worn fingers, cutting machine work, wear of cutting surfaces, resource of fingers.
