CC BY
23
УДК 631.312.021.3
ПРИОБРЕТЕННЫЕ ДЕФЕКТЫ СОСТАВНЫХ ИМПОРТНЫХ ЛЕМЕХОВ
Acquired Defects of Import Ploughshare Parts
Козарез И.В. канд. техн. наук, доцент, Гуцан А.А., магистрант, Киселева Л.С., инженер
Kozarez I.V., Gutsan A.A., Kiseleva L.S.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Развитие современной сельскохозяйственной техники, направленное на существенное увеличение производительности агрегатов, остро ставит вопрос об увеличении долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Одним из факторов, обеспечения долговечности следует считать применение различных методов восстановления. Для разработки оптимальных, с точки зрения технологичности и экономичности, технологических процессов устранения дефектов необходимы знания о дефектах и причинах их появления. Однако, подобная информация неполна и в отношении некоторых деталей вообще отсутствует. На основании собственной информации проведен анализ приобретенных дефектов составных импортных лемехов. Показано, что основной причиной снятия этих деталей с эксплуатации являются износы остова по ширине. Предельное состояние зарубежных составных лемехов определяется режуще-лезвийной части несовместимым с дальнейшей эксплуатацией. Устранение износов режуще-лезвийной части возможна применением метода приваривания компенсирующих термоупрочненных элементов.
Abstract. The development of modern agricultural machinery, aimed at significantly increase in the productivity of aggregates, raises an urgent question of improving the durability of working parts of tillages. The application of various restoring methods should be considered one of the factors to ensure durability. In order to develop optimal practically feasible and efficient processes for defect correction, it is necessary to get to know the defects and their causes. However, this information is either incomplete or concerning some parts just lacking. Taking into consideration their own information, the authors have analysed the acquired defects of import ploughshare parts. The main reason for the withdrawal of these parts from service appeared the wear of the frame in width. The limiting state of import ploughshare parts is determined by the cutting-blade component inconsistent with the further operation. Elimination of the cutting-blade part wear is possible due to applying the method of welding compensating heat-strengthened elements.
Ключевые слова: дефекты, составные лемеха, износы, долота, почва, абразивное изнашивание.
Keyword: defects, compound ploughshares, wear, chisels, soil, abrasive wear.
Введение. Постановка задачи. Применение импортной техники при возделывании сельскохозяйственных культур позволило в значительной степени интенсифицировать агротехнологические процессы. В то же время при обработке почвы возникли дополнительные проблемы, прежде всего связанные, с дороговизной исполнительных органов и их сравнительно невысоким ресурсом. В связи с этим перед ремонтными службами стоит задача по увеличению долговечности деталей, контактирующих с почвой путем проведения восстановительных работ. Для разработки технологических процессов реновации необходимо иметь информацию о дефектах таких изделий и особенно о специфике и геометрии износов. Сказанное относится и к лемехам плужных корпусов, так как имеющиеся сведения принадлежат различным авторам и носят разрозненный характер. Поэтому задачей представляемых материалов является проведение анализов дефектов составных импортных лемехов. (Изыскания проведены на основе ряда известных источников.)
Решение задачи. Плужные лемеха эксплуатируются при статических, ударных и знакопеременных нагружениях; коррозионных воздействиях; в условиях абразивного изнашивания; присутствии случайных обстоятельств [1].
Статические нагрузки почвы на рабочую поверхность лемеха мало изменяются при движении пахотного агрегата, хотя на разных участках их величины отличаются. Так, носовая часть испытывает нагружения в 5.. .6 раз превышающие средние удельные нагрузки, что обуславливает расхождения при оценке величины и геометрия износа в различных областях поверхности контактирования. Величина статических нагрузок зависит от гранулометрии почвы, ее влажности, скорости движения агрегата [2].
Ударные нагрузки обусловлены присутствием в почве различных препятствий (камней, посторонних громоздких предметов). При наезде на них происходит удар и исполнительный орган теряет работоспособность из-за нарушения целостности или изменения его геометрии [3].
По мнению [4] при пахоте лемеха испытывают знакопеременные нагрузки, ведущие к усталостному разрушению. Однако это заключение вызывает серьезные сомнения в виду статичности давления почвы вследствие постоянной скорости пахоты. Рассмотрение изломов лемехов так же не подтверждает усталостный характер их разрушения (отсутствует полированный участок). Между тем, ряд авторов полагает [5], что на поверхности детали имеют место усталостные явления из-за высокого уровня контактных напряжений при взаимодействии абразивной частицы.
Из практического опыта следует, что коррозия не окажет существенного влияния на величину износа лемеха вследствие специфики его работы.
Возникновение случайных нагрузок возможно при нарушении технологических процессов эксплуатации (например, непроизвольное опускание плуга). Некоторые виды этих воздействий могут привести к образованию дефектов не совместимых с возможностью дальнейшей эксплуатации.
Абразивное изнашивание определяется взаимодействием деталей почвообрабатывающих машин с мелкими твердыми абразивными частицами и является главным фактором, который определяет ресурс лемехов.
Основными факторами, определяющими износ лемеха, являются: гранулометрический состав, плотность, скорость движения пахотного агрегата, форма деталей, контактирующих с почвой, свойства материалов, из которых эти детали изготовлены [6].
Применительно к остовам составных лемехов имеют место следующие износы: режуще-лезвийной части; пятки; по толщине; области, совмещенной с креплением долота [7].
Ресурс остовов, прежде всего, регламентируется интенсивностью изнашивания режущей области по ширине. Естественно, что такой вид износа имеют 100% деталей, снятых с эксплуатации (рисунок 1а, б). Отмечается, что его величина не одинакова по длине изношенной части. Так, в [8] указывается, что в плоскости измерения, близкой к области крепления долота он минимален (рисунок 1б). В тоже время известны случаи, когда минимальные значения износов достигались, в той части остова, где проходит сечение среднего крепежного отверстия (рисунок 1а). Износ лемеха по ширине связан с абразивным изнашиванием его лезвия и изменением угла заточки. Во время эксплуатации имеет место процесс самоорганизации изнашивания, что приводит к перезатачиванию лезвийной части. Достижение импортными лемехами предельного износа по ширине происходит за значительно большую наработку, чем у отечественных. (Предельным износом следует считать полное истирание режуще-лезвийной части.) Это обуславливается рядом факторов. Первый - ширина режущей части у импортных лемехов 50-70 мм, у отечественных - не более 35 мм. Второй - твердость этой области у зарубежных изделий превышает твердость отечественных более чем в 2 раза. Третий - периодическая смена долота, способствующая росту времени на истирание режущей части. Четвертый - увеличенная толщина режущей области.
Износу остова по ширине сопутствует потеря размеров пятки, причем даже в большей степени. Повышенная интенсивность изнашивания, в этом случае объясняется увеличенным давлением почвы в сравнении с лезвием, колебательными перемещениями самой детали и повышенным влиянием неравномерности хода плуга.
Применительно к составным лемехам уместно заметить следующее - большая интенсивность изнашивания области пятки в сравнении с носком связана еще и с наличием долота, которое обеспечивает «мертвую зону» на некотором расстоянии от его крепления. Под «мертвой зоной» понимается область лемеха, менее подверженная абразивному воздействию почвенной среды вследствие снижения ее контактирования с рабочей поверхностью. Высказанное выше применимо только в случае обработки песчаных и супесчаных почв.
Изменение толщины остова происходит от минимума к максимуму в области крепежа долота до пятки соответственно. При этом, зона пятки имеет толщину, значение которой часто превышает предельное, то есть составляет менее 5 мм [9]. Поэтому при изготовлении и восстановлении необходимо обращать внимание на «усиление» этого участка для обеспечения равнопрочности детали в целом. Изменение толщины как показателя износа является основным критерием выбраковки.
Достаточно часто имеют место истирания нижней части области крепления долота, включая и нижнее крепежное отверстие, что приводит к невозможности восстановления лемеха. Причина появления такого дефекта кроется в недопустимо халатном отношении к правилам пользования пахотным агрегатом.
а б
а - лемех фирмы «Грейгори Бессон»; б - лемех фирмы «Фогель и Ноот» Рисунок 1- Характерный износ режуще-лезвийной части импортных лемехов
Особое место среди износов импортных составных лемехов занимают износы, представляющие собой лучевидную форму в области крепления долота (рисунок 1б), так как они не редко определяют возможность дальнейшей эксплуатации детали. Как правило, появление этой формы износа характерно при вспашке суглинистых почв. Такой износ по толщине на данном участке может достигать до 10 мм и это делает лемех не пригодным к дальнейшей эксплуатации и восстановлению.
У лемехов, работающих на легких суглинистых, супесчаных и песчаных почвах, наблюдается лучевидный износ у 84% долот [10]. Нередко образование такой формы износа приводит к потере деталью работоспособного состояния. Предельное состояние в этом случае определяется остаточной толщиной области износа. Особенно это типично для изделий «Лемкен» (рисунок 2а). Кроме этого имеет место протирание в области полевого обреза.
а) б)
а - лучевидный износ, б - износ заглубляющей части Рисунок 2 - Износы односторонних долот компании «Лемкен» Типичным является износ заглубляющей части долота (рисунок 2б.) Износ полевого обреза может явиться причиной выбраковки долота достигнув величины, при которой традиционные способы восстановления неприемлемы (рисунок 3).
Рисунок 3 - Износ полевого обреза долот производства фирмы «Лемкен»
При длительной эксплуатации, когда наработка превышает 60 га, происходит такой износ по толщине одностороннего долота, что наблюдается его изгиб, либо излом (рисунок 4 а). Подобных дефектов у оборотных долот за период наблюдений не замечено (рисунок 4 б). Отсутствие трещин и изгибов в этом случае связано с большей толщиной детали и сменой режущей части путем его оборота. Переворачивание долота также затрудняет образование и развитие лучевидного износа, хотя полностью избежать его появления не представляется возможным.
а) б)
а - фирмы «Лемкен», с недопустимо малой толщиной (изгиб долота); б - фирмы «Фогель и Ноот», с полной утратой режущих частей и лучевидным износом Рисунок 4 - Выбракованные долота составных лемехов европейских компаний
Выводы
1. Проведен анализ дефектов составных лемехов импортного производства. К ним относятся: износы по ширине остова; износы крепежной части долота; лучевидный износ долота; лучевидный износ остова в области крепежной зоны; не характерные дефекты (изгибы, изломы, трещины)
2. Предельное состояние зарубежных составных лемехов определяется режуще-лезвийной части несовместимым с дальнейшей эксплуатацией.
3. Устранение износов режуще-лезвийной части возможна применением метода приваривания компенсирующих термоупрочненных элементов.
Библиографический список
1. Тюрева A.A. Повышение долговечности плужных лемехов наплавочным армированием в условиях песчаных и супесчаных почв; дис. ... канд. техн. наук / Московский государственный агро-инженерный университет им. В.П. Горячкина. 2008. 141 с.
2. Разработка инновационных рабочих органов почвообрабатывающих машин / СА. Сидоров, ДА. Миронов, И.В. Лискин, М.Н. Костомахин // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2020. № 1. С. 11-l5.
3. Изнашивание термообработанной среднеуглеродистой лемешной стали в абразивной среде при наличии "незначительных" ударных воздействий / A№. Михальченков, С.И. Будко A^., Шустов, В.И. Лавров // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 8. С. З9-42.
4. Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И., Комогорцев В.Ф. Обоснование параметров почво-режущих рабочих органов для условий эксплуатации на суглинистых почвах // М: Изд-во: ВИМ, 2018. З04 с.
5. Шкурин И.Г., Шкурина ЮА., Сухоленцев A.fr Контактное взаимодействии рабочих органов с твердыми частицами и их износ при относительном перемещении /: Современные автомобильные материалы и технологии (СAMИT-2017); сб. ст. IX Междунар. науч.-техн. конф. / отв. ред. Е В. Aгеев. 2017. С. 266-269.
6. Михальченков A№., Феськов СА., Тюрева A.A. Методы снижения интенсивности изнашивания стрельчатых лап культиваторов на стадии изготовления // Вестник AПК Верхневолжья. 2015. № З (З1). С. 79-82.
7. Михальченков A№., Козарез И.В., Михальченкова МА. Износ цельнометаллических и составных лемехов // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 7. С. З9-43.
8. Кожухова Н.Ю., Пожарская К.С., Михальченкова МА. Износы лемехов плугов производства компании vogel & noot // Труды ГОСНИТИ. 2014. Т. 114, № 1. С. 150-156.
9. Технология повышения ресурса остова составного плужного лемеха путем оптимизации расположения упрочняющего покрытия / A№. Михальченков, A№. Гринь, A.A. Гуцан, С.В. Уралов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2019. Т. 15, № З (171). С. 10З-105.
10. Повышение ресурса и стойкости к абразивному изнашиванию долот лемехов наплавкой электродами с борсодержащей обмазкой Z В.Ф. Aулов, В.П. Лялякин, A№. Михальченков, СА. Феськов, A.A. Тюрева ZZ Сварочное производство. 2019. № 7. С. 28-31.
References
1. Tyureva A.A. Povyishenie dolgovechnosti pluzhnyih lemehov naplavochnyim armirovaniem v usloviyah peschanyih i supeschanyih pochv: dis. . kand. tehn. nauk Z Moskovskiy gosudarstvennyiy agroinzhenernyiy universitet im. V.P. Goryachkina. 2008. 141 s.
2. Razrabotka innovatsionnyih rabochih organov pochvoobrabatyivayuschih mashin Z S.A. Sidorov, D.A. Mironov, I.V. Liskin, M.N. Kostomahin ZZ Selskohozyaystvennaya tehnika: obsluzhivanie i remont. 2020. № 1. S. 11-15.
3. Iznashivanie termoobrabotannoy sredneuglerodistoy lemeshnoy stali v abrazivnoy srede pri nalichii "neznachitelnyih"udarnyih vozdeystviy ZA.M. Mihalchenkov, S.I. Budko A.F., Shustov, V.I. LavrovZZ Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya. 2019. № S. S. 39-42.
4. Lobachevskiy Ya.P., Starovoytov S.I., Komogortsev V.F. Obosnovanie parametrov pochvorezhuschih rabochih organov dlya usloviy ekspluatatsii na suglinistyih pochvah ZZ M: Izd-vo: VIM, 2018. 304 s.
5. Shkurin I.G., Shkurina Yu.A., Suholentsev A.I. Kontaktnoe vzaimodeystvii rabochih organov s tverdyimi chastitsami i ih iznos pri otnositelnom peremeschenii Z: Sovremennyie avtomobilnyie materialyi i tehnologii (SAMIT-2017): sb. st. IX Mezhdunar. nauch.-tehn. konf. Zotv. red. E.V. Ageev. 2017. S. 266-269.
6. Mihalchenkov A.M., Feskov S.A., Tyureva A.A. Metodyi snizheniya intensivnosti iznashivaniya strelchatyih lap kultivatorov na stadii izgotovleniya // Vestnik APK Verhnevolzhya. 2015. № 3 (31). S. 79-82.
7. Mihalchenkov A.M., Kozarez I.V., Mihalchenkova M.A. Iznos tselnometallicheskih i sostavnyih lemehov // Traktoryi i selhozmashinyi. 2014. № 7. S. 39-43.
8. Kozhuhova N.Yu., Pozharskaya K.S., Mihalchenkova M.A. Iznosyi lemehov plugov proizvodstva kompanii vogel & noot // Trudyi GOSNITI. 2014. T. 114, № 1. S. 150-156.
9. Tehnologiya povyisheniya resursa ostova sostavnogo pluzhnogo lemeha putem optimizatsii raspolozheniya uprochnyayuschego pokryitiya / A.M. Mihalchenkov, A.M. Grin, A.A. Gutsan, S.V. Uralov // Uprochnyayuschie tehnologii i pokryitiya. 2019. T. 15, № 3 (171). S. 103-105.
10. Povyishenie resursa i stoykosti k abrazivnomu iznashivaniyu dolot lemehov naplavkoy elektrodami s borsoderzhaschey obmazkoy / V.F. Aulov, V.P. Lyalyakin, A.M. Mihalchenkov, S.A. Feskov, A.A. Tyureva // Svarochnoe proizvodstvo. 2019. № 7. S. 28-31..
УДК 631.358
СПОСОБ АГРЕГАТИРОВАНИЯ ЯГОДОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
Aggregation Method for Berry Harvester
Ожерельев В.Н., д-р с.-х. наук, профессор, E-mail: vicoz@bk.ru.
Ozherelev V.N.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. В статье проанализированы компоновочные решения самоходных ягодоуборочных и виноградоуборочных комбайнов. Установлено, что не все возможности совершенствования конструкции использованы. В частности, перспективным является вариант размещения энергетического модуля сбоку от уборочного в свободном пространстве междурядья. При этом главной проблемой является невозможность использования энергетического модуля в течение всего сезона. Особенно это важно для небольшого фермерского хозяйства. В связи с этим целесообразно ориентироваться на использование в качестве энергетического средства серийного трактора. В статье приведен вариант агрегатирования такого трактора с уборочным модулем. При этом левое (по ходу) колесо трактора демонтируют, а на его место устанавливают ведущую звездочку привода опорного (правого по ходу) колеса уборочного модуля. Таким образом, агрегат опирается на три точки и режим работы трансмиссии трактора остается неизменным. Трудоемкость соединения и разъединения агрегата становится приемлемой. При этом не требуются специальное грузоподъемное оборудование (кроме стандартного домкрата).
Abstract. The assembly variants of self-propelled berry and grape harvesters are analyzed in the article. It is established that not all possible ways of improving the design are used. In particular, it is rather perspective to place the power module aside from the harvesting unit in the free space between rows. At the same time, the main problem is the inability to use the power module during the whole season. It is especially important for a small farm. In this regard, it is advisable to focus on the use of a serial tractor as a power means. The variant of aggregating such a tractor with a harvesting module is given in the article. In this case the left (in the direction) tractor wheel is dismantled, and the driven sprocket of the carrier wheel (right in the direction) of the harvesting module is mounted in its place. Thus, the aggregate rests on three points, and the operational mode of the tractor transmission remains unchanged. The labour content of assembling and disconnecting the aggregate is acceptable. It does not require special lifting equipment (except for the standard jack).
Ключевые слова: ягода, уборка, комбайн, агрегатирование, компоновка, малина.
Keywords: berry, harvesting, combine, aggregation, assembly, raspberry.
Введение. В аграрной отрасли страны складывается парадоксальная ситуация. С одной стороны, ощущается нехватка сезонных рабочих, в частности, для ручной уборки плодов, ягод и овощей. С другой, в средней полосе России реализуются проекты закладки новых интенсивных садов, перспектива эффективной организации уборки урожая в которых не просматривается [1]. При этом незаслуженно игнорируются ягодные кустарники (малина, смородина, голубика), проблема механизации уборки уро-
