CC BY
13
6. Pat. № 2344586 RF, MPK A01B 5/00, A01B7/00. Prisposoblenie k diskovomu pochvoobrabatyivayuschemu orudiyu / V.N. Ozherelev, V.V. Nikitin. № 2007135700/12, zayavl. 26.09.07; opubl. 27.01.09, Byul. № 3. 5 s.
7. Pat. № 150776 RF, MPK A01B33/06. Rabochiy organ pochvoobrabatyivayuschey frezyi s vertikalnoy osyu vrascheniya / V.N. Blohin, V.V. Nikitin, Zayavka № 2014127939/13 ot 08.07.2014; opubl. 2015, Byul. № 6.
8. Blohin V.N., Kotikov F.N., Sluchevskiy A.M. Issledovanie iznosa rabochey poverhnosti lemeha ot udelnogo davleniya i skorosti dvizheniya abrazivnoy chastitsyi pochvyi // VestnikBryanskoy GSHA. 2016. № 2. S. 93-97.
9. Starovoytov S.I., Starovoytova N.P., Blohin V.N., Chemisov N.N. K usloviyu nachala protsessa krosheniya plasta pri soderzhanii pochvyi pod chernyim parom // Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2012. T. 29, № 2. S. 171-177.
10. Ozherelev V.N., Nikitin V.V. Osobennosti rabotyi diskovoy boronyi v mezhduryadyah yagodnyih kustarnikov pri ekstremalnyih usloviyah // Mehanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo hozyaystva. 2007. № 6. S. 29-30.
11. Starovoytov S.I., Grin A.M., Lebedev D.E. Ob uglah universalnoy strelchatoy lapyi // Vestnik Bryanskoy gosudarstvennoy selskohozyaystvennoy akademii. 2016. № 3 (55). S. 76-82.
УДК 620.178.162
МЕТОД ЛУНОК ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ГЕОМЕТРИИ ИЗНОСА КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ
The Hole Method in Determining the Geometry of Curved Surface Wear of Tillage Tool Parts
Прудников С.Н., Лавров В.И., инженеры
PSN. [email protected] Prudnikov S.N., Lavrov V.I.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Необходимость разработки технологий восстановления деталей почвообрабатывающих машин, имеющих сложный пространственный профиль, диктует особые подходы при оценке процесса их изнашивания. Существующие (известные) методы измерения износов в период эксплуатации этих деталей не могут быть использованы в силу ряда объективных причин. Прежде всего, это ограниченная доступность мест измерений для существующего мерительного инструмента. Кроме того, анализ показал, что применение более сложных методик оценки также не является целесообразным. Поэтому предлагается и разработана собственная техника оценки изнашивания, основанная на известном методе лунок. Сущность способа измерений заключается в нанесении на рабочую поверхность специального клееполимерного абразивостойкого состава с последующим высверливанием серии лунок в соответствии с задачами эксперимента. Наносимый композит представляет собой состав двух компонентов: эпоксидного клея и наполнителя - природного песка. Наличие такой дисперсной составляющей обеспечивает относительно высокие противоабразивные свойства сформированного из жидкой фазы покрытия. При этом композит достаточно легко поддается сверлению, тогда как получение лунок непосредственно на рабочей поверхности детали затруднено из-за ее высокой твердости. Таким образом, разработанная методика позволяет проводить оценку процесса изнашивания в период эксплуатации, не прибегая к разрушению детали.
Summary. The necessity of developing the technologies of reconditioning of tillage machines parts with complex spatial profile, dictates particular approaches to estimate their wear. The existing (known) methods of wear measurement in the period of these parts operation cannot be used due to a number of objective reasons. First, this is a limited availability of field measurements for an existing measuring instrument. Additionally, the analysis showed that the applications of more complex valuation techniques are not appropriate also. Therefore our own technique of wear estimation based on the known method of holes has been developed and proposed. The inventive method of measurement is applied to the working surface with special adhesive polymer abrasion resistant composition, followed by drilling a series of holes in accordance with the objectives of the experiment. The applied composite is made up of two components: epoxy glue and natural sand as filler. The presence of this dispersed component provides sufficiently high anti-abrasion properties due to the liquid phase of the coating. The composite is quite easily amenable to drilling, whereas making holes directly on the working surface is difficult because of its high hardness. Thus, the developed method allows evaluating the process of wear during operation, without resorting to part destruction.
Ключевые слова: метод лунок, износ, изнашивание отвалов, почвообрабатывающие орудия, измерения, абразивостойкое покрытие, эпоксидный клей, песок.
Keywords: hole method, wear, wear and tear of mouldboard, tillage equipment, measurement, abrasion resistant coating, epoxy glue, sand.
Введение. Постановка цели. Изучение процесса изнашивания в период эксплуатации отвалов различного назначения сопряжено со значительными трудностями, вследствие их сложной пространственной конфигурации, которая не позволяет использовать традиционные методы измерений вследствие громоздкой конструкции, наличия сложно-профильной поверхности, и ее большой площади. Эта деталь выполняет функции оборота и крошения почвы при ее одновременном перемещении [1]. Данные факторы создают условия для различных давлений двигающейся почвенной массы в отдельных областях контактирующей поверхности. Такое положение обуславливает неравномерность износа по площади отвала. Однако, сведения по поведению износов в процессе работы на отдельных участках, имеющиеся в литературе [2, 3], не дают достоверного характера. Изучение же подобного рода явлений затруднено, как уже отмечалось, ввиду недоработанно-сти методик. Методы, основанные на непосредственном измерении изменения толщины детали при изнашивании в данном случае неприемлемы, из-за значительной площади поверхности, что делает непригодным применение стандартного мерительного инструмента [4, 5]. Измерения же при помощи шаблонов и кондукторов сложны и фактически не нашли применения. В тоже время знания о динамике изнашивания необходимы при разработке технологий, обеспечивающих увеличение жизненного цикла отвала [6, 7].
Материалы и методика исследований. Для решения поставленной цели предлагается использовать способ, основанный на методе лунок [8]. Его сущность заключается в следующем. На исследуемую поверхность наносится лунка в виде любой геометрической формы, как правило, округлой. При истирании поверхности уменьшается ряд ее геометрических параметров (например, глубина, диаметр или диагональ). По такому изменению можно давать оценку факторов износа как косвенную, так и абсолютную. Более того имеется возможность использования метода в случае исследований изнашивания в реальных условиях на конкретных деталях [9].
В тоже время применение метода лунок часто затруднено, если вообще возможно, из-за сложностей, возникающих при их изготовлении непосредственно на изделии. Так, поверхности деталей, контактирующие с абразивной средой, в большинстве случаев подвергаются, упрочняющим воздействиям, и имеют твердость, превышающую 50 ИЯС,что делает технологически сложным получение лунок на рабочей поверхности методом резания (сверления). К таким деталям относится и отвал, поверхность которого подвергается такой упрочняющей обработке, как цементация.
Поэтому предлагается метод, основанный на предварительном нанесении компо-
зиционного клеевого состава с наполнителем, имеющим противоабразивные компоненты. Состав обладаетотносительно невысокой твердостью и легко поддается сверлению, и в тоже время хорошо сопротивляется абразивному изнашиванию.
Рассмотрим пример использования данного метода при исследовании специфики изнашивания культурного отвального корпуса, так как большинство отечественных плугов общего назначения, укомплектованы такими конструктивными элементами.
Для получения шероховатости, которая способствует прочному соединению (высокой адгезионной прочности) компаунда с рабочей поверхностью отвала, он был зачищена до металлического блеска с помощью электродрели оснащенной щеткой по металлу. При этом поверхность имела достаточно глубокие риски и в значительном количестве. (Допускаются и другие методы обработки поверхности). Использование же шлифовальных шкурок нежелательно т.к. они создают поверхность с невысокой шероховатостью. После зачистки производится обработка поверхности растворителем (например, уайтспиритом) для удаления остатков шлама, а так же некоторого количества следов ржавчины.
В качестве композиционного клеевого состава, наносимого на рабочую поверхность отвала, использовался клей на основе эпоксидной смолы, который включал эпоксидную смолу (марки ЭД-16) в объеме -100 масс частей и отвердитель полиэтиленполиа-мин -10 масс частей, а так же наполнитель(кварцевый песок) в количестве 70% от общего количества компонентов. Таким образом, композит представлял собой состав из эпоксидной клеевой компоненты в количестве 30% дисперсного наполнителя (песка) -70%.
Наличие песка в клеевом составе способствует повышению стойкости к абразивному изнашиванию изучаемой поверхности и соответственно обеспечивает износостойкость примерно соответствующую отвалам в состоянии поставки [10], но при этом невозникают трудности при сверлении лунок.
Композит в жидком состоянииравномерно наносился с помощью шпателя, слоем 2,0-3,0 мм, на подготовленную поверхность отвала. После чего отверждался в течение 48 часов при температуре окружающей среды (примерно 200С).
После отверждения были удалены несовершенства покрытия (наплывы и подтеки), и на полученнуюповерхностьнаносилась координатная сетка с размером ячеек 50х50мм (рисунок 1 и 2).
Рисунок 1- Отвал с разметкой под сверление
В точках пересечения разметки на образовавшейся клееполимерной поверхности сверлом диаметром 9 ммвысверливались лунки глубиной 2мм. Глубина сверления устанавливалась с помощью ограничителя, а сверло затачивалось на высоту конуса равную 2 мм. Это позволяет получить диаметр лунок до 9 мм. Превышение глубины сверления этого размера приведет к нарушению эксперимента, т.к. диаметр лунки будет, до определенного периода эксплуатации износа оставаться постоянным (рисунок 3), что не позволит фиксировать износ.
Рисунок 3- Отвал с лунками
Замеры диаметров лунок производились штангенциркулеммарки ШЩ-3 с ценой деления 0,05 мм в двух взаимнопротивоположных плоскостях с последующим вычислением среднего значения.
Контроль изменения диаметров лунок проводился с периодичностью в 1,5-2 га. Оценка износов осуществлялась по изменению высоты лунки. Для этого проводился пересчет диаметра в высоту по известным формулам.
Выводы
1. Показаны необходимость и возможность применения метода лунок для оценки изнашивания отвальных поверхностей в динамике.
2. Установлено, что метод лунок не всегда может быть применим из-за сложностей их сверления на рабочей поверхности изделия в виду ее высокой твердости.
3. Разработана техника измерений, основанная на использовании противоабразивных клееполимерных дисперсно-упрочненных покрытий, на которые наносится сеть лунок.
Библиографический список
1. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины: учебник для вузов. - М: КолосС, 2003. 620 с.
2. Михальченков А.М., Козарез И.В., Тюрева А.А. Критерии предельного состояния лемеха // Научное обеспечение агропромышленного производства: материалы Международной научно практической конференции. Курск, 2010. С. 278-282.
3. Кожухова Н.Ю. Наплавочное армирование рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатирующихся на тяжелых почвах (на примере плужных лемехов): дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 2011. 211 с.
4. Козарез И.В. Упрочняющее восстановление плужных лемехов двухслойной наплавкой: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 2008. 197 с.
5. Михальченков А.М., Козарез И.В., Будко С.И. Технологические приемы повышения ресурсов лемехов // Сельский механизатор. 2008. №2. С. 39.
6. Михальченков А.М., Козарез И.В., Михальченкова М.А. Износ цельнометаллических и составных лемехов // Тракторы и сельхозмашины. 2014. №7. С. 39-43.
7. Тюрева А.А. Повышение долговечности плужных лемехов наплавочным армированием в условиях песчаных и супесчаных почв: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 2008. 168 с.
8. ГОСТ 27860-88. Методы измерения износа.
9. Михальченков А.М., Тюрева А.А. Оптимизация технологии наплавочного армирования носка плужного лемеха // Ремонт, восстановление, модернизация. 2009. №1. С. 23-27.
10. Михальченков А.М., Лушкина С.А., Михальченкова М.А. Восстановление деталей почвообрабатывающих машин абразивостойким дисперсно-упрочненным композитом на основе эпоксидной смолы // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. №10. С. 43-46.
11. Михальченкова М.А. Некоторые вопросы повышения устойчивости к абразивному изнашиванию долотообразной части цельнометаллических лемехов // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4. С. 31-34.
References
1. Halanskiy V.M., Gorbachev I.V. Selskohozyaystvennyie mashinyi: uchebnik dlya vuzov. - M: KolosS, 2003. 620 s.
2. Mihalchenkov A.M., Kozarez I. V., Tyureva A.A. Kriterii predelnogo sostoyaniya leme-ha // Nauchnoe obespechenie agropromyishlennogo proizvodstva: materialyi Mezhdunarodnoy nauchnoprakticheskoy konferentsii. Kursk, 2010. S. 278-282.
3. Kozhuhova N. Yu. Naplavochnoe armirovanie rabochih organov pochvoobrabatyivay-uschih mashin, ekspluatiruyuschihsya na tyazhelyih pochvah (na primere pluzhnyih lemehov): dis. na soiskanie uchenoy stepeni kand. tehn. nauk. M., 2011. 211 s.
4. Kozarez I.V. Uprochnyayuschee vosstanovlenie pluzhnyih lemehov dvuhsloynoy naplavkoy: dis. na soiskanie uchenoy stepeni kand. tehn. nauk. M., 2008. 197 s.
5. Mihalchenkov A.M., Kozarez I.V., Budko S.I. Tehnologicheskie priemyi povyisheniya resursov lemehov // Selskiy mehanizator. 2008. №2. S. 39.
6. Mihalchenkov A.M., Kozarez I.V., Mihalchenkova M.A. Iznos tselnometallicheskih i sostavnyih lemehov // Traktoryi i selhozmashinyi. 2014. №7. S. 39-43.
7. Tyureva A.A. Povyishenie dolgovechnosti pluzhnyih lemehov naplavochnyim armiro-vaniem v usloviyah peschanyih i supeschanyih pochv: dis. na soiskanie uchenoy stepeni kand. tehn. nauk. M., 2008. 168 s.
8. GOST 27860-88. Metodyi izmereniya iznosa.
9. Mihalchenkov A.M., Tyureva A.A. Optimizatsiya tehnologii naplavochnogo armi-rovaniya noska pluzhnogo lemeha //Remont, vosstanovlenie, modernizatsiya. 2009. №1. S. 23-27.
10. Mihalchenkov A.M., Lushkina S.A., Mihalchenkova M.A. Vosstanovlenie detaley pochvoobrabatyivayuschih mashin abrazivostoykim dispersno-uprochnennyim kompozitom na osnove epoksidnoy smolyi // Uprochnyayuschie tehnologii i pokryitiya. 2015. №10. S. 43-46.
11. Mihalchenkova M.A. Nekotoryie voprosyi povyisheniya ustoychivosti k abrazivnomu iznashivaniyu dolotoobraznoy chasti tselnometallicheskih lemehov // Vestnik Bryanskoy gosu-darstvennoy selskohozyaystvennoy akademii. 2014. № 4. S. 31-34.
