CC BY
0УДК 631.171:633.635
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ АНТИФРИКЦИОННЫХ ГИДРОФОБНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ СОШНИКОВ ДЛЯ РАБОТЫ СЕЯЛОК В ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОЧВАХ
Каскулов М. Х., доктор технических наук, профессор кафедры МСХ Нотов Р. А., аспирант кафедры МСХ
ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова»
ANTIFRICTION HYDROPHOBIC POLYMERIC COATINGS OF PLOUGHSHARES FOR THE WORK OF SEEDERS IN THE WATER-LOGGED SOILS OF
Kaskulov M. Kh., Doctor of Technical Sciences, Professor in the chair of mechanization of agriculture Notov R. A., Post-graduate Student in the chair of mechanization of agriculture
FSBEIHPE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov»
Работа посвящена исследованию вопросов улучшения работы дисковых рабочих органов, в частности, дисковых сошников в условиях повышенной влажности почвы. В лабораторных условиях изучен процесс, происходящий при взаимодействии полимерных материалов с почвой.
Экспериментальные исследования двухдискового сошника с полимерными покрытиями имели своей целью подтвердить теоретические положения опытными данными, установить соответствие показателей его работы агротехническим требованиям и сравнить качество его работы с качеством, полученным при работе серийных сошников. Приводится технология нанесения антифрикционных и гидрофобных покрытий на поверхность рабочих органов сельскохозяйственных машин.
Ключевые слова: полимер, сошник, сеялка.
При возделывании зерновых, зернобобовых и мелкосеменных культур посев является одной из важнейших технологических операций. От качества его выполнения зависят последующие операции по уходу за посевами и уборки урожая. Качество посева семян оценивается, в основном, равномерностью распределения семян по глубине в почве, выдержанностью требуемой для растений плотности почвы семенного ложа с целью обеспечения контакта семян с дном бороздки. Все эти факторы обуславливают прорастание семян, дружность всходов и, в конечном итоге, увеличивают урожайность сельскохозяйственных культур. Известно, что зерновые сеялки для рядового и узкорядного посевов, выпускаемые в настоящее время промышленностью и имеющиеся в хозяйствах, оборудованы, как правило, двухдисковыми сошниками. Однако их использование в условиях повышенной влажности резко
Work is dedicated to a study of questions of an improvement in the work of disk operating units, in particular, disk ploughshares in the conditions of the increased soil moisture. Is under laboratory conditions studied the process, proceeding with interaction of polymeric materials with the soil.
Experimental studies of double-disk ploughshare with the polymeric coatings had as their goal to confirm theoretical positions by experimental data, to establish correspondence of the indices of its work to agrotech-nical requirements and to compare the quality of its work with the quality, obtained with the work of series ploughshares. The technology of the application of antifriction and hydrophobic coatings on the surface of the operating units of agricultural machines is given.
Key words: polymer, ploughshare, seed drill.
ограничено, так как сошники залипаются почвой. Залипание почвой дисковых сошников приводит к нарушению конфигурации обрабатываемой ими бороздки, к снижению качества работы: налипший слой почвы увеличивает тяговое сопротивление и, в конечном итоге, работа становится невозможной. До настоящего времени эта проблема остается нерешенной [1, 2, 3].
Настоящая работа посвящена вопросу улучшения работы дисковых рабочих органов, в частности, дисковых сошников в условиях переувлажненной почвы. Общий вид сошника при его работе во влажных почвах приведен на рис. 1, диски сошников с полимерным покрытием на рис. 1а.
В Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии 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. Так же 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 дороговизна сырья и технологии нанесения, не позволяют широко их использовать. Из всех вышеуказанных способов борьбы с залипанием, наиболее перспективным, на наш взгляд, является применение полимерных пластических масс в качестве покрытия рабочих органов. Для проведения исследований была изготовлена установка по нанесению полимерных материалов на поверхность рабочих органов сельскохозяйственных машин (рис.2). Принципиальная схема установки представлена на рис.3. Нами использована существующая технология нанесения полимерных порошковых материалов в электрическом поле. Перед нанесением покрытия, проводили предварительную подготовку поверхности (отвала, лемеха, дисковых сошников сеялок и т.д.), которая включала их очистку, обезжиривание и фосфатирование.
ж ^^ВИ
Рисунок 1 - Налипание почвы на сошник
Предлагаемый способ и устройство для его осуществления 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. Частицы полимерного порошка, проходя через распылитель, получают отрицательный заряд. Заряженные частицы полимера перено-
сятся на заземленную деталь, образуя равномерный сдой порошка. Оплавление полимерного порошка происходит при дальнейшем нагревании обрабатываемого изделия.
Рисунок 1а - Диски сошников с полимерными покрытиями
На серийных сошниках налипший слой почвы образует нарост конусной формы с вершиной у ступицы диска. В результате это приводит к изменению рабочей формы сошника и создает дополнительное трение почвы о почву. С увеличением влажности почвы залипаемость серийных сошников увеличивается, и при ее влажности 28-30% они практически неработоспособны. Из приведенных опытных данных следует, что существенно меньшей залипаемостью при большей влажности почвы обладают сошники с фторопластовым покрытием.
Нами в лабораторных условиях изучено взаимодействие полимерных материалов с почвой. Установлено, что налипание почвы к различным материалам происходит с появлением в ней рыхло связанной воды. При небольшом количестве этой воды гидротированные молекулы ее прочно удерживаются электростатическим полем частиц, и в этом случае налипание отсутствует.
Рисунок 2 - Установка для нанесения полимерных порошковых материалов:
1 - питатель порошковый; 2 - источник высокого напряжения; 3 - распылитель
Рисунок 3 - Схема установки для нанесения полимерных порошковых материалов:
1 - камера напыления; 2 - воздушный компрессор; 3 - высоковольтный генератор; 4 - управляющая электроаппаратура; 5 - емкость для напыляемого материала; 6 - электрораспылитель; 7 - регулятор давления воздуха; 8 - электропечь; 9 - система выдува; 10 - воздуховод
С увеличением количества рыхло связанной воды, прочность связей периферийных диполей воды с частицами почвы уменьшается, но при этом повышается прочность их связей с контак-тируемым материалом, что и вызывает увеличение силы налипания, Причем прочность связей с контактируемым телом будет тем выше, чем больше его смачиваемость.
Таким образом, сопоставление получаемых значений потенциала и его знака с залипаемо-стью сошников и другими характеристиками, указывает на то, что на залипаемость сошников с полимерными покрытиями влияет не только
гидрофобность (фторопласт, полиэтилен) или гидрофильность (пентопласт) 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 к устранению налипания. Этим можно также объяснить сдвиг в большую сторону (для полимерных материалов) максимального значения влажности, при котором возникают наименьшие силы прилипания и коэффициент трения [51].
Экспериментальные исследования двухдискового сошника с полимерными покрытиями имели своей целью подтвердить теоретические положения опытными данными, установить соответствие показателей его работы агротехническим требованиям и сравнить качество его работы с обычным серийным сошником.
Для выяснения зависимости агротехнических показателей от материала покрытия и выявления материала покрытия, наиболее полно отвечающего агротехническим требованиям, были проведены лабораторно-полевые опыты на полях КСХП «Псынабский» Урванского района КБР. Почва-выщелоченный чернозем суглинистого механического состава.
Залипание сошников почвой изучалось на отвальном обработанном фоне при скоростях движения от 1,9 до 3,5 м/с. Влажность почвы по горизонтам (0-5) и (5-10) см, была соответственно 24,3 и 26,8%.
Проведенными исследованиями установлено, что из всех исследуемых сошников наиболее подвержены залипанию серийные сошники. Масса налипшей на них почвы при указанной выше влажности составляла около 0,7 кг.
Изготовили опытный образец сеялки и испытали его в производственных условиях. На конструкцию сошника получен патент РФ на изобретение. (№2166242. 16.11.1999 г.)
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. - М., 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
УДК 637.117
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В ФЕРМСКИХ ПЛАСТИНЧАТЫХ АППАРАТАХ
Тешев А. Ш., кандидат технических наук, доцент кафедры механизации сельского хозяйства Урусмамбетов Х. Г., кандидат технических наук, доцент кафедры механизации сельского хозяйства Мишхожев В. Х., кандидат технических наук, доцент кафедры механизации сельского хозяйства
ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова»
THEORETICAL REASONS OF INTENSIFICATION OF HEAT-EXCHANGE
IN FARM PLATE APPARATUS
Teshev A. Sh., Candidate of Technical Science, Associate Professor in the chair of mechanization Urusmambetov Kh. G., Candidate of Technical Science, Associate Professor in the chair of mechanization Mishhoshev V. Kh., Candidate of Technical Science, Associate Professor in the chair of mechanization
FSBEIHPE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov»
Приведены результаты исследований по ин- The results of investigations intensification of heat
тенсификации теплообмена в пластинчатых ап- - exchange in plate apparatus for neat processing of паратах для тепловой обработки молока. milk.
