CC BY
49
Инженерия А7
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДИСКОВЫХ СОШНИКОВ СЕЯЛКИ С ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ
Р. А. ноТов,
аспирант, кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени в. М. кокова
360000, г. Нальчик,
пр. Ленина, д. 1в; тел.: 89604318316;
e-mail: notov87@bk.ru
Положительная рецензия представлена Х. Х. Сабанчиевым, доктором технических наук, профессором Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х. М. Бербекова.
Для сельскохозяйственного производства в настоящее время большое значение приобретает увеличение производства зерна. Для наращивания производства зерна необходимо повышать урожайность зерновых культур при сохранении посевных площадей.
Урожайность зерновых культур зависит не только от внедрения в производство новых высокопродуктивных сортов, соответствующих интенсивным технологиям, но и в значительной мере от качества посева. При возделывании зерновых культур посев является одной из важнейших технологических операций, от техники его выполнения зависит качество посева и все последующие операции по уходу за посевами и уборке урожая.
Важное значение при посеве имеет соблюдение агротехнических сроков. Именно в этот короткий период времени почва приобретает такие физикомеханические характеристики, которые благоприятствуют ее обработке при минимальных затратах. Гранулометрический состав, влажность, плотность, липкость и другие характеристики почвы в период посева принимают оптимальные, с точки зрения обработки почвы, значения. Так, одна из характеристик почвы, липкость, играет существенную роль при ее обработке. Выпадение осадков в посевной период, увеличивает влажность почвы, что ведет к увеличению ее липкости. Чрезмерная липкость вызывает залипание орудий в местах рабочих поверхностей. Нарушается технологический процесс, в результате чего становится невозможным проведение посевных работ в установленные сжатые сроки.
Зерновые сеялки для рядового и узкорядного посевов, выпускаемые в настоящее время промышленностью и имеющиеся в хозяйствах, оборудованы, как правило, двухдисковыми сошниками. Залипание почвой дисковых сошников приводит к нарушению конфигурации бороздки, создании предсошникового холма, и, следовательно, к неравномерности заделки семян по глубине. Залипшие почвой диски сошников теряют геометрическую форму, снижается качество работы, налипший слой почвы создает трение почвы по почве, что значительно увеличивает тяговое сопротивление, а на отдельных видах почвы (при большом переувлажнении) работа становится невозможной [1, 2, 3].
Цель и методика исследований.
Цель — исследование вопросов улучшения работы дисковых рабочих органов в частности дисковых сошников в условиях переувлажненной почвы.
Методика исследования — исследование процесса взаимодействия сошника с почвой проводилось по методике, разработанной на основе анализа известных методов исследования сошников зерновых сеялок, с учетом общих положений о проведении научно-исследовательских работ. Результаты иссле-www.m-avu.narod.ru www.avu.usaca.ru
дований обрабатывались методами математической статистики на ЭВМ с применением составленных диссертантом программ и использовались для получения расчетных уравнений.
Результаты исследований.
В Кабардино-Балкарском государственном аграрном университете разработаны установка и технология нанесения антифрикционных и гидрофобных покрытий на поверхность рабочих органов сельскохозяйственных машин. Известно, что для борьбы с залипанием, снижения тягового сопротивления применяли такие материалы, как бронза, медь, стекло, керамика, нержавеющая сталь. Но эти материалы не давали желаемого эффекта. Также были опробованы гальванические покрытия. Установлено, что нанесение этих видов покрытий снижало залипание до 35 % за счет гидрофобных свойств покрытия, но недостаточная их износостойкость, вследствие малой толщины покрытия, и дороговизны сырья и технологии нанесения, не позволяет широко их использовать [4]. Из всех вышеуказанных способов борьбы с залипанием, наиболее перспективным является применение полимерных пластических масс в качестве покрытия рабочих органов. Для проведения исследований и внедрения технологии в производство была изготовлена установка по нанесению полимерных материалов на поверхность рабочих органов сельхозмашин. При этом использовалось существующая технология нанесения полимерных порошковых материалов в электрическом поле. Перед нанесением покрытия, проводилась предварительная очистка поверхности (отвала, лемеха, дисковых сошников сеялок и т. д.), включающая их очистку, обезжиривание и фосфатирование.
Предлагаемый способ и устройство отличаются высокой производительностью, возможностью комплексной механизации и автоматизации процесса, легкостью регулирования толщины покрытия. Позволяет покрывать изделия, изготовленные из неоднородных материалов, а также тонкостенные детали. Для покрытия крупногабаритных деталей в установке электронная сетка вмонтирована в распылитель. Распылитель имеет форму пистолета и при помощи шлангов подключен к питателю. Полимерный порошок, проходя через распылитель, получает отрицательный заряд. Заряженные частицы полимера переносятся на заземленную деталь, образуя равномерный слой порошка. Оплавление полимерного порошка происходит при дальнейшем нагревании изделия.
На серийных сошниках налипший слой почвы образует нарост конусной формы с вершиной у ступицы диска. Это в результате приводит к изменению рабочей формы сошника и создает трение почвы о почву. С увеличением влажности почвы залипае-мость серийных сошников увеличивается, и при
Инженерия /
влажности 28-30 % они практически неработоспособны. Из приведенных опытных данных следует, что существенно меньшей залипаемостью обладают сошники с фторопластовым покрытием при большей влажности почвы.
Нами в лабораторных условиях изучен процесс, происходящий при взаимодействии полимерных материалов с почвой. Установлено что прилипание почвы к различным материалам возникает с появлением в ней рыхло связанной воды. При небольшом количестве этой воды гидротированные молекулы ее прочно удерживаются электростатическим полем частиц, и в этом случае прилипание отсутствует. С увеличением количества рыхло связанной воды, прочность связей периферийных диполей воды с частицами почвы уменьшается, но при этом повышается прочность их связей с контактируемым материалом, что и вызывает увеличение силы прилипания. Причем прочность связей с контактируемым телом будет тем выше, чем больше его смачиваемость.
Таким образом, сопоставление получаемых значений потенциала и его знака с залипаемостью со-
шников и другими характеристиками, указывает на то, что на залипаемость сошников с полимерными покрытиями влияет не только гидрофобность (фторопласт, полиэтилен) или гидрофильность (пенто-пласт) самого покрытия, но и электрический потенциал, возникающий в почве около вращающихся дисков и на их поверхности. Очевидно электрический заряд, возникающий на поверхности полимера, способствует разделению зарядов и тем самым устранению прилипания. Этим можно также объяснить сдвиг в большую сторону (для полимерных материалов) максимального значения влажности при котором наблюдаются наименьшие силы прилипания и коэффициент трения [5].
Выводы.
Установлено, что при взаимодействии полимерных материалов с почвой, возникает электрический заряд, который оказывает существенное влияние на уменьшение залипаемости сошников и снижения тягового сопротивления. Этот эффект получен нами впервые. Природа этого явления мало изучена и требует дальнейшего изучения.
Литература
1. Скороходов Е. А. Машиностроение. Общетехнический справочник. 1989. С. 125.
2. Клецкин Н. И. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. М. : Машиностроение, 1967. С. 226.
3. Комарова М. К. Справочник по эксплуатации и регулировкам сельскохозяйственных машин. М. : Россельхозиздат, 1980. С. 438.
4. Хумаров Р. Т., Бурченко П. Н. Использование неметаллических материалов на скоростных плугах // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1971. № 3. С. 22-24.
5. Никифоров П. Е., Бредун М. И. Трение скольжения почвы по металлической и пластмассовой поверхностям // Вестник сельскохозяйственной науки. 1965. № 7. С. 112-116.
www.m-avu.narod.ru м/м/м/, avu.usaca.ru
