CC BY
18
4. Garkunov D.N. Izbiratel'nyy perenos v tyazhelonagruzhennykh uzlakh treniya. M.: Mashinostroenie, 1982. 207 s.
5. Kuzharov A.S. Kontseptsiya bezyznosnosti v sovremennoy tribologii // Izvestiya VUZov. Severo-Kavkazskiy region. 2014. № 2. S. 23-31.
6. Osnovy tribologii (trenie, iznos, smazka) / pod red. A.V. Chichinadze. 2-e izd. M.: Mashi-nostroenie, 2001. 664 s.
7. Kuzharov A.S., Kuzharov A.A. Eshche raz i neskol'ko inache o metalloplakirovanii, FABO i bezyznosnosti // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2011. T. 13, № 4. S. 772-775.
8. Garkunov D.N. Tribotekhnika (iznos i bezyznosnost'). M.: MSKhA, 2001. 538 s.
9. Denisova N.E., Voyachek T.A. Issledovanie mekhanizma izbiratel'nogo perenosa pri ispol'zovanii metalloplakiruyushchikh plastichnykh smazok // Nadezhnost' i kachestvo: tr. mezhdu-nar. simpoziuma. 2011. T. 2. S. 136-138.
10. Antifriktsionnaya metalloplakiruyushchaya smazka: a. s. 827538 SSSR, MPK C10M 5/02 / Starikova G.V., Belyy D.V., Starikov V.N.; zayavl. 14.08.78; opubl. 07.03.81, Byul. № 17.
11. Murav'ev I.B., Korneev A.A. Problemy ispol'zovaniya i perspektivy primeneniya metallopla-kiruyushchikh smazochnykh materialov //Servis v Rossii i za rubezhom. 2014. № 1 (48). S. 12-20.
12. Povyshenie sroka sluzhby detaley mashin i instrumenta metalloplakirovaniem: mono-grafiya/A.K. Prokopenko i dr. M.: IITsMGUDT, 2010. 86 s.
13. Pogonyshev V.A., Romaneev N.A., Panov M.V. Tribotekhnika v sel'skom khozyaystve. Dlya studentov inzhenernykh spetsial'nostey i slushateley sistemy povysheniya kvalifikatsii i profes-sional'noy perepodgotovki /Bryansk, 2010.
14. Pogonyshev V.A. Povyshenie iznoso- i frettingostoykosti detaley mashin modifitsiro-vaniem poverkhnostey. Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni doktora tekhnicheskikh nauk / Bryansk, 2000
15. Pogonyshev V.A., Panov M.V. Teoreticheskie i eksperimental'nye osnovy povysheniya iznosostoykosti detaley mashin // Mekhanika i fizika protsessov na poverkhnosti i v kontakte tverdykh tel, detaley tekhnologicheskogo i energeticheskogo oborudovaniya. 2011. № 4. S. 78-84.
УДК 669.13.6:631.3 DOI: 10.52691/2500-2651-2022-92-4-56-60
ДЕТАЛИ ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ (АНАЛИТИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ)
Grey Cast Iron Parts in Agricultural Engineering (Analytical Review)
Михальченков А.М., д-р техн. наук, профессор, Феськов С.А., канд. техн. наук,
Петров А.А.
Mikhalchenkov A.M., Feskov S.A., Petrov A.A.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Серый чугун, как конструкционный материал нашел очень широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Не будет преувеличением сказать, что современное машиностроение, в том числе и сельскохозяйственное, не может обойтись без этого материала. Особенно он важен при получении крупногабаритных (например, корпусные детали, станины металлообрабатывающих станков и многие другие изделия) деталей. Столь широким распространением этот сплав обязан, прежде всего своим высоким литейным свойствам (жидко-текучести, линейной усадки, газопроницаемости). В то же время серый чугун так же обладает достаточно высокими механическими свойствами, хотя материал относится к разряду хрупких. Однако в системе сельскохозяйственного производства, а точнее ее технической составляющей, за рамками анализа остаются следующие вопросы: номенклатура деталей по отношению к сельхозтехнике по ее функциональному назначению; место чугунных изделий среди изделий из других материалов; возможность восстановления; разработка классификации, которая учитывает
вышеуказанные факторы (цель работы). На основании источников из открытой печати показано, что наибольшее количество деталей и серого чугуна по отношению к общей сумме имеют посевные агрегаты (43%), минимальное - автомобили (4%). При этом конструктивным элементам посевной техники присуща незначительная масса (от 0,15 до 1,8 кг), тогда как масса блоков цилиндров и других корпусных деталей двигателей превышает 30 кг. Авторами на основе признаков, по котором используется деталь, а также ремонтопригодности (восстанавливаемости) предположена собственая классификация.
Abstract. Gray cast iron, as a structural material, has found a very wide application in various sectors of the national economy. It would not be an exaggeration to say that modern mechanical engineering, including agricultural, cannot do without this material. It is especially important when obtaining large-sized parts (for example, body parts, machine tool beds and many other products). Such a wide distribution of this alloy is due, first of all, to its high casting properties (fluidity, linear shrinkage, gas permeability). At the same time, gray cast iron also has fairly high mechanical properties, although the material is classified as brittle. However, in the system of agricultural production, or rather its technical component, the following issues remain beyond the scope of the analysis: the nomenclature of parts in relation to agricultural machinery according to its functional purpose; the place of cast iron products among products from other materials; the possibility of recovery; development of a classification that takes into account the above factors (and it is the objective of the work). On the basis of open scientific sources, it is shown that sowing units have the largest number of parts and gray cast iron in relation to the total amount (43%), and cars have the minimum (4%). At the same time, the structural elements of the sowing units are of a small weight (from 0.15 to 1.8 kg), while the weight of cylinder blocks and other engine body parts exceeds 30 kg. Based on the features the part is used by, as well as on its maintainability (recoverability), the authors suggested their own classification.
Ключевые слова: серый чугун; сельскохозяйственное машиностроение; чугунные детали; сельскохозяйственная техника; классификация деталей; масса; восстановление.
Keywords: gray cast iron; agricultural engineering; cast iron parts; agricultural machinery; classification of parts; weight; recovery.
Введение. Постановка задачи. Развитие материаловедения и металлургии позволили существенно улучшить свойства (технологические и механические, прежде всего) серых чу-гунов в структуре, которых присутствует углерод в свободном состоянии в виде графита [1]. Обладание хорошими литейными и достаточными механическими свойствами обеспечило этому материалу широкое поле внедрения при изготовлении деталей различного функционального назначения [2]. Между тем в сельскохозяйственном машиностроении такие вопросы как номенклатура изготовляемых деталей по отношению к различным видам сельскохозяйственных машин, широта использования, классификация, место среди изделий из других материалов, возможность восстановления остаются за рамками изучения. Поэтому задачей данной работы стало аналитическое рассмотрение использования деталей из серого чугуна с пластинчатым графитом в сельскохозяйственном машиностроении.
Аналитическое рассмотрение. Классификация. Детали из серого чугуна (СЧ) с пластинчатым графитом являются весьма распространенными в сельскохозяйственной технике. Если в машиностроении они занимают до 75% от общей массы деталей [3], в автомобилестроении до 20% [4], в станкостроении до 80% [5], то этот показатель для сельскохозяйственной техники составляет около 70%.
Анализ показал, что нет ни одной сельскохозяйственной машины, которая не имела бы чугунных деталей. Среди многочисленности и разнообразия сельскохозяйственной техники рассматривались следующие группы: посевные машины (зерновые сеялки), уборочные машины (зерноуборочные комбайны), дизельные двигатели и автомобили.
Данные по процентному соотношению деталей из серого чугуна к остальным деталям сведены в таблицу 1. Источниками представленных результатов явились [6, 7] и собственные исследования.
Таблица показывает, что минимальное количество деталей из серого чугуна составляет 4%, максимальное - до 43%.
Таблица 1 - Детали из серого чугуна к их общему количеству для ряда машин сельскохозяйственного назначения, %
Группа машин Посевные машины Уборочные машины Двигатели Автомобили
Количество деталей, % 43 18 18 4
Как следует из вышеизложенного, детали из СЧ составляют значительную долю от общего количества деталей сельскохозяйственной техники как по их массе, так и по количеству. Кроме того, эти изделия отличаются значительной разнообразностью: массой, сложной геометрией, объемом, условиями работы и ценой от нескольких рублей до нескольких тысяч.
Масса деталей из серого чугуна отличается широким диапазоном. Так, шайбы у посевных машин имеют массу 0,015 кг, блок цилиндров дизеля ЯМЗ-240Б - 512 кг. Распределение этого показателя представлено на рисунке 1 а, б, в, г.
в) г)
Рисунок 1 - Распределение масс чугунных деталей. а - посевные машины; б - зерноуборочный комбайн «Акрос»; в - двигатели ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-240БМ;
г - двигатель СМД-60
Построение кривых распределения и обработка исходной информации осуществлялась при помощи программы Microsoft Excel. Наибольшую часть составляют детали, имеющие небольшую массу (m), от нескольких грамм до 8 кг. Их доля достигает до 60 %. (Распределение для двигателей строилось без учета массы блока цилиндров).
Следует отметить, что масса деталей сеялок в несколько раз меньше, чем другой сельскохозяйственной техники. Максимальное значение m составляет не более 2 кг, то есть имеет место преобладание мелких деталей.
Согласно результатам вычислений распределение масс деталей из серого чугуна подчиняется экспоненциальному закону.
Габариты чугунных деталей также отличаются широким диапазоном. Так, шайбы у сеялок имеют диаметр 20 мм при толщине 5 мм, тогда как габариты блока цилиндров двигателя ЯМЗ-240Б составляют 630х710 мм.
Классификация изделий из серого чугуна ранее проводилась по ряду признаков: массе, точности [8], группам сложности [9], технологии изготовления [10].
Между тем, до настоящего времени отсутствует классификация чугунных деталей применительно к их ремонту и условиям работы. Поэтому в работе предложена такая классификация (рис. 2).
Рисунок 1 - Классификация деталей из серого чугуна
В свою очередь, каждая группа деталей имеет типичные детали, которые могут характеризовать в той или иной мере всю группу. В первой группе таковым и являются блоки цилиндров, вторую группу отличают зубчатые колеса, третья группа - гильзы цилиндров и диски муфт сцепления, представителями четвертой группы следует считать рычаги и стойки.
Выводы. 1. Разработана классификация чугунных деталей, построенная по принципу сложности их восстановления, которая предусматривает четыре группы: корпусные детали; детали вращения; детали трения; детали общего назначения.
2. Установлено, что корпусные детали относятся к наиболее сложно восстанавливаемым и они имеют дефекты, присущие всем четырем группам.
Библиографический список
1. Михальченков А.М., Тюрева А.А., Кожухова Н.Ю. Специфичность свойств серого чугуна с пластинчатым графитом // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2021. № 1 (20). С. 5-10.
2. Смиронов А.Н., Лейрих И.В. Производство отливок из чугуна: учеб. пособие / М-во образования и науки Украины. Донецк: Донец. нац. техн. ун-т, 2005. 245 с.
3 Гиршович Н.Г. Справочник по чугунному литью. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1978. 758 с.
4. Ламасов А.А., Остров Е.И. Производство автомобильных отливок из серого чугуна (из опыта ЗИЛа). М.: Машиностроение, 1964. 144 с.
5. Сенченко В.Т., Яценко А.А., Синев Ю.А. Производство отливок из чугуна. Ч. 1: Письменные лекции. СПб.: СЗТУ, 2001. 56 с.
6. Худокормов Д.Н. Производство отливок из чугуна: учеб. пособие. Минск: Вышэй-шая школа, 1987. 198 с.
7. Потанин С.Л. Технология изготовления чугунных отливок в песчаные формы: учебное пособие к расчетно-графической работе. Ярославль: Ярославский политехнический институт, 1992. 80 с.
8. Лощинина О.А., Игнатьев Д.А. Исследование влияния использования различных связующих для повышения точности изготовления отливки // Молодежный научный форум: технические и математические науки. 2016. № 11 (40). С. 127-134.
9. Одарченко И.Б., Жаранов В.А., Прусенко И.Н. Расширенная оценка технологической сложности отливок на основе применения методов нейросетей // Современные проблемы машиноведения: материалы XIII междунар. науч.-техн. конф. (научные чтения, посвящ. 125-летию со дня рождения П.О. Сухого). Гомель: Гомел. гос. техн. ун-т им. П.О. Сухого, 2020. С. 102-105.
10. Тен Э.Б., Белов В.Д. Разработки в области стального и чугунного литья // Литье и металлургия. 2013. № 3S (72). С. 50-53.
References
1. Mikhal'chenkov A.M., Tyureva A.A., Kozhukhova N.Yu. Spetsifichnost' svoystv serogo chuguna s plastinchatym grafitom // Konstruirovanie, ispol'zovanie i nadezhnost' mashin sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya. 2021. № 1 (20). S. 5-10.
2. Smironov A.N., Leyrikh I.V. Proizvodstvo otlivok iz chuguna: ucheb. posobie / M-vo obrazovaniya i nauki Ukrainy. Donetsk: Donets. nats. tekhn. un-t, 2005. 245 s.
3 Girshovich N.G. Spravochnikpo chugunnomu lit'yu. 3-e izd., pererab. i dop. L.: Mashi-nostroenie, Leningradskoe otdelenie, 1978. 758 s.
4. Lamasov A.A., Ostrov E.I. Proizvodstvo avtomobil'nykh otlivok iz serogo chuguna (iz opy-ta ZILa). M.: Mashinostroenie, 1964. 144 s.
5. Senchenko V.T., Yatsenko A.A., Sinev Yu.A. Proizvodstvo otlivok iz chuguna. Ch. 1: Pis'mennye lektsii. SPb.: SZTU, 2001. 56 s.
6. Khudokormov D.N. Proizvodstvo otlivok iz chuguna: ucheb. posobie. Minsk: Vysheyshaya shkola, 1987. 198 s.
7. Potanin S.L. Tekhnologiya izgotovleniya chugunnykh otlivok v peschanye formy: uchebnoe posobie k raschetno-graficheskoy rabote. Yaroslavl': Yaroslavskiy politekhnicheskiy institut, 1992. 80 s.
8. Loshchinina O.A., Ignat'ev D.A. Issledovanie vliyaniya ispol'zovaniya razlichnykh svyazuyushchikh dlya povysheniya tochnosti izgotovleniya otlivki //Molodezhnyy nauchnyy forum: tekhnicheskie i matematicheskie nauki. 2016. № 11 (40). S. 127-134.
9. Odarchenko I.B., Zharanov V.A., Prusenko I.N. Rasshirennaya otsenka tekhnologicheskoy slozhnosti otlivok na osnove primeneniya metodov neyrosetey // Sovremennye problemy mashi-novedeniya: materialy XIII mezhdunar. nauch. -tekhn. konf. (nauchnye chteniya, posvyashch. 125-letiyu so dnya rozhdeniya P.O. Sukhogo). Gomel': Gomel. gos. tekhn. un-t im. P.O. Sukhogo, 2020. S. 102-105.
10. Ten E.B., Belov V.D. Razrabotki v oblasti stal'nogo i chugunnogo lit'ya // Lit'e i metal-lurgiya. 2013. № 3S (72). S. 50-53.
УДК 631.312.021.3 DOI: 10.52691/2500-2651-2022-92-4-60-65
ОБЗОР И АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ
ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ПЛУЖНЫХ ЛЕМЕХОВ
Review and Analysis of Some Technologies to Increase the Durability and Productivity
of Ploughshares Restoration
Коршунов В.Я., д-р техн. наук, профессор Korshunov V.Ya.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Рассмотрены технологии нанесения карбидов титана и вольфрама на рабочую поверхность лемеха, который осуществляется вакуумно-дуговым способом, а также нанесение на его поверхность алмазно-никелевого слоя с помощью гальваностегии. Экспериментальные результаты, проведённые на установке для изучения процессов трения, пока-
