CC BY
4АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 612.9-621.98:633.31:631.55
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УПРОЧНЯЮЩЕЙ НАПЛАВКИ ДВУХСТОРОННЕРЕЖУЩИХ
НОЖЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН
Бабицкий Л.Ф., доктор технических наук, профессор;
Москалевич В.Ю., кандидат технических наук, доцент; Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского».
Рассмотрено теоретическое обоснование параметров упрочняющей наплавки двухстороннережущих ножей почвообрабатывающих машин. Предложены новые способы и методика расчёта параметров упрочняющей наплавки двухстороннережущих и двухстороннезубчатых ножей почвообрабатывающих рабочих органов.
Ключевые слова: долговечность, двухстороннережущий нож, зубчатый нож, самозатачивание, упрочняющая наплавка.
Введение. В процессе работы почвообрабатывающих машин наибольшему изнашиванию подвергаются режущие лезвия их рабочих органов. Это приводит к снижению долговечности деталей рабочих органов и надёжности технологического процесса почвообрабатывающих машин. В практике повышения износостойкости и долговечности почворежущих ножей используются как способ упрочнения лезвий износостойкими материалами, так и применение двухстороннережущих ножей с возможностью их переустановки при износе одной из режущих сторон.
69
SUBSTANTIATION OF PARAMETERS OF REINFORCING SURFACING OF DOUBLE-SIDED DAGGERS OF TILLAGE MACHINES
Babitsky L.F., Doctor of Technical Sciences, Professor;
Moskalevich V.Y., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Institute «Agrotechnological academy» of FSAEI HE «V.I. Vernadsky Crimean Federal University».
Theoretical substantiation of parameters of strengthening surfacing of double-side cutting daggers of tillage machines is considered. New methods and method of calculation ofparameters of strengthening surfacing of double-sided and double-sided daggers of tillage working bodies are proposed.
Keywords: durability, double-sided cutting dagger, serrated dagger, self-sharpening, hardening surfacing.
Материал и методы исследований. В основу методологии исследований положен биосистемный подход к повышению надёжности и эффективности почвообрабатывающих машин и орудий. Теоретические исследования базируются на математическом и физическом моделировании условий эксплуатации и изнашивания.
Более целесообразной из условия обеспечения самозатачивания является верхняя прерывистая наплавка передней режущей части ножа различными способами в сочетании с нижней наплавкой тыльной стороны режущего ножа.
Методика расчёта параметров упрочняющей наплавки двухстороннережу-щих ножей почвообрабатывающих машин следующая.
Количество участков расположения твёрдого сплава на лезвии почворежу-щего ножа рассчитывается по формуле:
1 = -, (1) В
где 2 - количество участков расположения износостойкого сплава; L - длина лезвия; В - ширина ножа.
Шаг расположения участков износостойкого сплава определяется по выражению:
=---, (2)
I - (1 - 2 К)
где - шаг расположения участков твёрдого износостойкого сплава; L - длина лезвия; К - коэффициент наплавки. Ширина зон наплавки:
а=2К$, (3)
где а - ширина наплавляемых участков; К - коэффициент наплавки;
5 - шаг расположения участков твёрдого износостойкого сплава. Расстояние между смежными наплавляемыми участками:
Ь=Б-а, (4)
где Ь - расстояние между смежными наплавляемыми участками; 5 - шаг расположения участков твёрдого износостойкого сплава; а - ширина наплавляемых участков.
Уравнение дуги кривой, вдоль которой располагаются точки прерывисто наплавляемого износостойкого сплава имеет вид:
1п
х + ■
1
1п
1
+
Щ
(5)
где V - деформационный показатель почвы; Р - сила критического давление на почву;
70
х - текущая абсцисса кривой; а - ширина наплавляемых участков;
^ - коэффициент трения почвы по почворежущему ножу; G - модуль сдвига для почвы.
Результаты и обсуждение. По результатам теоретического обоснования параметров наплавки износостойкими материалами культиваторных лап предложены следующие схемы нанесения твердого сплава на рабочие поверхности двухстороннережущих ножей с прямолинейной формой лезвий (рис. 1) и зубчатых ножей (рис. 2), а также стрельчатых культиваторных лап КПЕ-410 (рис. 3).
ШтшЛа_ НихтнтЛа
О 6 I о ? с в о ф 0 4 в
____(¡тюшкй
а б
Рисунок 1. Способы упрочняющей наплавки двухстороннережущих ножей почвообрабатывающих рабочих органов: а - сочетание верхней прерывистой наплавки по точкам с нижней прерывистой наплавкой по отрезкам; б - сочетание верхней прерывистой наплавки по отрезкам с нижней прерывистой наплавкой дуговой формы
по точкам
Нижняя наптбки
а б
Рисунок 2. Способы упрочняющей наплавки зубчатых ножей почвообрабатывающих рабочих органов: а - сочетание верхней прерывистой наплавки по точкам зубьев ножей с нижней прерывистой наплавкой по отрезкам; б - сочетание верхней прерывистой наплавки по отрезкам зубьев ножей с нижней прерывистой наплавкой дуговой формы по точкам тыльной части зубьев
71
Ш , Ш
Рисунок 3. Схемы наплавки культиваторных лап: а - прерывистая наплавка по отрезкам (К=0,23; Zя6); б - прерывистая наплавка по точкам (К=0,25; а=015; Zи13)
По формулам (1-5) выполнен расчёт параметров упрочняющей наплавки режущих ножей почвообрабатывающих рабочих органов. Результаты расчёта представлены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты расчёта параметров упрочняющей наплавки
Деталь рабочего органа Исходные данные Параметры упрочняющей наплавки
Длина лезвия ножа L, мм Ширина ножа В, мм Коэфф. наплавки К Количество наплавляемых участков Ъ Шаг расположения участков твёрдого износостойкого сплава S, мм Ширина наплавляемых участков а, мм Расстояние между смежными зонами наплавки Ь, мм
Лемех Р33 545 122 0,23 4 158 73 85
Нож КША 07.030 772 80 0,24 10 81 39 42
Лапа стрельчатая КПЕ-410 380 70 0,23 5 75 39 46
Лапа стрельчатая С-4 250 35 0,23 7 39 18 21
Лапа стрельчатая С 5.23 260 40 0,23 7 40 18 22
Лапа бритва ЛС-1,7 320 40 0,23 8 43 20 23
Выводы. Предлагаемые схемы наплавки имеют следующие преимущества: во-первых, обеспечивается хорошая адгезия наплавленного износостой-
72
кого сплава к ножу, что гарантирует надежную работу режущей кромки лезвий при ударных нагрузках и, во-вторых, будет обеспечен более плавный износ рабочих поверхностей лезвий ножей в местах перехода от материала основы ножа к наплавленному слою при самозатачивании лезвия, а в случае значительного износа основы ножа уменьшится вылет наплавленного слоя.
Предложенная методика позволяет рассчитывать параметры упрочняющей наплавки для всех типов рабочих органов: лап, ножей и лемехов, как односторонних, так и двухстороннережущих, а также зубчатых.
Список использованных источников:
1. Анализ способов повышения износостойкости и долговечности режущих кромок культиваторных лап / Куклин В.А., студентка Надопта Н.В. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова (Воронеж). -2017. - Т. 5. - Выпуск 2 (28) - С. 55-58.
2. Биосистемный подход к повышению долговечности рабочих органов сельскохозяйственных машин / Л.Ф. Бабицкий, В.Ю. Москалевич // Проблемы и перспективы инновационного развития экономики в 21 веке: материалы XX международной научно-практической конференции, Алушта, 14-19.09.2015 г. / Союз научных и инженерных специалистов Крыма. - Симферополь: ИП Семенова Е.А., 2015. - С. 262-266.
3. Ветохин В.И. Тенденции развития орудий и рабочих органов рыхлителей почвы. Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий/ Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции (17-18 сентября 2014 г., Москва). - М.: ФГБНУ ВИМ, 2014. -С.38-41.
References:
1. Analysis of ways to enhance the durability and longevity of cutting edges lap cultivating claws / Kuklin V.A., student Nadopta N.V. // Topical research areas of the twenty-first century: theory and practice. - Voronezh State Forestry Engineering University G.f. Morozov (Voronezh). - 2017. - Volume 5. -Issue 2 (28) 2. - P. 55-58.
2. Biosystem approach to improving the durability of the working bodies of agricultural machines / L.F. Babitsky, V.Yu. Moskalevich // Problems and prospects of innovative development of the economy in the 21st century: materials of the XX International Scientific and Practical Conference, Alushta, September 14-19, 2015 / Union of Scientific and Engineering Specialists of the Crimea. - Simferopol: IP Semenova E.A., 2015. - P. 262-266.
3. Vetohin, V. I. Trends in the development of tools and working bodies of the cultivators of the soil. Innovative development of Russian agroindustrial complex on the basis of intelligent machine technologies/ Collection of scientific reports of the International scientific and technical conference (September 17-18, 2014, Moscow). -M.: FSBSI VIM, 2014. - P. 38-41.
4. Moskalevich V.Yu. Investigation
73
4. Москалевич В.Ю. Исследование влияния параметров почворе-жущих элементов на тяговое сопротивление лап культиваторов // Вюник Харювського Нацюнального техшч-ного ушверситету сiльського госпо-дарства iменi Петра Василенка. - Хар-кв, 2010. - Вип. 94. - С. 119-122.
5. Москалевич В.Ю. Исследование износостойкости режущих элементов почвообрабатывающих рабочих органов // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. - Симферополь: НИЦ КИПУ, 2009. - Вып. 18. - С. 70-73.
6. Обоснование способов и режимов наплавки лемехов почвообрабатывающих машин / Л.Ф. Бабицкий, В.Ю. Москалевич // Вюник Украшського вщ-дшення Мiжнародноl академп аграрно! освгги. - 2017. - № 5. - С. 35-42.
7. Развитие бионического направления в земледельческой механике / Бабицкий Л.Ф., Москалевич В.Ю., Соболевский И.В. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2017. -№ 4(59). - С. 68-74.
8. Babitskiy L., Moskalevich V., Mischuk S. Justification of ways to increase the durability of tillage working bodies // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. -Sevastopol : E3s Web of Conferences 126, 2019. - 5 p.
of the effect of the parameters of soil-cutting elements on the traction resistance of cultivator paws // News of Kharkiv National Technical University of agriculture named Petr Vasilenko. -Kharkiv, 2010. - Vol. 94. - P. 119-122.
5. Moskalevich V.Yu. Investigation of wear resistance of cutting elements of tillage working bodies // Uchenye zapiski of Crimean engineering-pedagogical university. - Simferopol: SIC CIPU, 2009. - Vol. 18. - P. 70-73.
6. Justification of ways and modes of floating of plowshares of tillage machines / L.F. Babitsky, V.Yu. Moskalevich // Bulletin of the Ukrainian branch of the International Academy of agrarian education. - 2017. - No. 5. -P. 35-68.
7. The development of bionic trends in agricultural mechanics / L.F. Babitsky, V.Yu. Moskalevich, I.V. Sobolevsky // An Agrarian science of Euro-northeast. - 2017. - № 4. - P. 68-74.
8. Babitskiy L., Moskalevich V., Mischuk S. Justification of ways to increase the durability of tillage working bodies // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. -Sevastopol : E3s Web of Conferences 126, 2019. - 5 p.
Сведения об авторах: Information about the authors:
Бабицкий Леонид Федорович - Babitskiy Leonid Fedorovich -
доктор технических наук, профес- Doctor of Technical Sciences, Professor,
сор, профессор кафедры технические Professor of the Section technical
74
системы в агробизнесе, Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского», e-mail: [email protected], 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Москалевич Вадим Юрьевич -кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технические системы в агробизнесе» Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского», e-mail: [email protected], 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
systems in agribusiness of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: kaf-meh@ rambler.ru, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Moskalevich Vadim Yurievich -Candidate of Technical Sciences, Docent, associate Professor of the Section "Technical systems in agribusiness"of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: kaf-meh@ rambler.ru, Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
75
