CC BY
24
Рис. 3. Динамика изменение микротвердости по длине лемеха в различных сечениях: а) лезвие; б) середина (цифрами указаны номера образцов).
На лезвии до начала пахоты среднее значение // за исключением полученного для образца 1 (причины рассматривались ранее) носит достаточно стабильный характер. Большое снижение микротвердости этой зоны в процессе эксплуатации указывает на недостаточную ширину закаленной зоны, вызванную, опять таки несоблюдением режимов термической обработки при изготовлении.
Микротвердость средней части лемеха вполне соответствует требуемым значениям как до эксплуатации, так и после, хотя и отмечается некоторое ее повышение вследствие силового воздействия почвы.
Динамика изменения микротвердости по длине лемеха в процессе эксплуатации оценивалась по различию между средними значениями Я дои после использования (рис. 3).
Анализ полученных зависимостей позволил сделать заключение, что разница между значениями Я по длине детали до и после эксплуатации связана с силовым воздействием почвы на лемех в процессе работы. Так, для образцов, расположенных на лезвии (см. рис. 2, а), уменьшение микротвердости по длине наблюдается во всех случаях, причем наиболее существено для образца 7, расположенного ближе к пятке. По-видимому, в процессе работы наибольшее удельное давление почвы приходится на область носка (образец 2) и, хотя микротвердость этой области в процессе изнашивания понижается, одновреименно носок несколько упрочняется, чего не происходит в зоне образца 7.
В средней части лемеха наоборот наблюдается некоторое приращение # (см. рис. 3, б). Характерно, что наибольшее повышение микротвердости отмечается в зоне лучевидного износа (образец 6). В результате максимального воздействия почвы на эту область металл пластически деформируется и наклепывается, что фиксируется увеличением Нц. Тем не менее здесь происходит ускоренный износ материала, который ведет к возникновению «лодки износа».
Таким образом, неравномерное распределение микротвердости в исследуемых областях указывает на то, что поставляемые плужные лемеха не отвечают техническим условиям на их изготовление. В частности несоблюдение технологии термической обработки приводит к образованию незакаленных участков в областях с наибольшим износом (носок), а значительное снижение микротвердости лезвия после эксплуатации указывает на несоответствие ширины закаленной зоны.
Литература.
1. Михальченков А.М., Попов А.И Изменение геометрических параметров лемехов после их эксплуатации на супесчаных почвах // Достижение науки и техники в АПК. — №8. — 2003. — с. 26-28.
2. Некрасов С.С., Приходько И.А., Ваграмов Л.Г. Технология сельскохозяйственного машиностроения. — М.: КолосС, 2004. — 360 с.
3. Михальченков А.М., Капошко ДА. Повышение ресурса лемехов и плужных корпусов упрочнением их сварочным армированием // Ремонт, восстановление, модернизация. — № 5. — 2005. — с. 36-38.
4. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. — М.: Паука, 1970. — 252 с.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ СВЕКЛОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ С ВИБРАЦИОННЫМИ КОПАЧАМИ
А. В. БАЛАШОВ, кандидат технических наук
ДЛ ГУЩИН, аспирант
ВИИТиН
В связи с большим распространением на полях Центрального Черноземья и Кавказа самоходных свеклоуборочных комбайнов зарубежного производства возникла необходимость в корректировке режимов работы осуществляемой с места оператора исходя из складывающихся погодных и производственных условий уборки.
Качество работы свеклоуборочных комбайнов в основном оценивают по величине потерь и повреждений корнеплодов, загрязненности почвой. Мы изучили повреждения корнеплодов, тяговое сопротивление и затраты мощности на привод рабочих органов с применением методов теории планирования многофакторных экспериментов.
При исследовании были выбраны следующие факторы: скорость движения комбайна (X), твердость (X) и влажность (Х^ почвы, частота (Х4) и амплитуда (Х5) колебаний вибрационных копачей.
Достижения науки и техники АПК, №8-2007
45
Оценку качества работы машины осуществляли в соответствии с действующими стандартами.
После проведения экспериментов и обработки их результатов было получено уравнение, характеризующее повреждения корнеплодов (П) в зависимости от изучаемых факторов:
Я = 11,572*10,!‘ -Х[т •*;*" X*»* •*;■*“.
Как показали исследования, увеличение скорости движения агрегата (до 2 м/с) при низкой частоте колебаний копачей (со = 2 с'1) приводит (рис. 1) к
Рис. 1. Повреждения корнеплодов: 1 — У= 1,0м/с; 2- У= 1,5 м/с; 3- У= 2,0м/с; Т= 2,8 МПа; Ж= 10 %, Л = 11,5 мм
повышению повреждений корнеплодов (до 6,5 %). В случае же увеличения амплитуды колебаний копачей с низкой частотой повреждения снижаются почти в 2 раза.
Повышение частоты (до 25 с1) и амплитуды (до 6,5 мм) колебаний копачей положительно сказывается на разрушении почвы и уменьшении повреждений корнеплодов (до 2,3 %), так как перемещение рабочих органов комбайна и корнеплодов осуществляется в разрушенном почвенном слое без образования тел волочения. Однако дальнейшее их увеличение нецелесообразно из-за значительного роста мощности на привод копачей.
Режим вибрации с оптимальными значениями частоты и амплитуды способствует значительному снижению (на 20...25 %) поступления комьев почвы на очищающие рабочие органы комбайнов, по сравнению с вариантом с низкой частотой колебаний копачей.
С увеличением скорости движения свеклоуборочных комбайнов более 2 м/с возрастают повреждения и загрязненность вороха корнеплодов почвой.
Режим работы вибрирующих копачей (частота, амплитуда) свеклоуборочных комбайнов существенно влияют на величину энергетических затрат. Особенно это заметно при колебаниях твердости и влажности почв, изменении скорости движения комбайна.
Мы определили условия минимизации тягового сопротивления свеклоуборочных комбайнов,
46 --------------------------------------------
оснащенных вибрирующими копачами. По результатам экспериментальных исследований получена адекватная (по критерию Фишера) математическая модель вида:
Р = 15,21+4,75*, -0,57*2 -0,76*3 -3,27*4 -1,4*5 +
+ ю,6*;+4,1блг’ -1,64*; -1,34*; -9,34*;+о,24*„г -
- 0, П*]*, +0,18*,*4 -0,24*,*5 -0,18*2*3-0,69*2*4 -
- 0,15*2*5 — 0,5*з*4 -1,4*з*5 -0,52*4*,.
При оптимальной скорости движения комбайна (1,4... 1,6 м/с) и твердости почвы (2,2...2,8 МПа) минимальное тяговое сопротивление виброкапа-чей равно 16,715 кН. С уменьшением скорости движения агрегата оно снижается, а при увеличении твердости почвы — возрастает. Наименьшая величина этого показателя (12,51 кН) достигается при скорости 1,5 м/с и частоте колебаний 25 с1. Дальнейшее повышение частоты вибрации копачей приводит к снижению зоны деформации и росту тягового сопротивления.
Тяговое сопротивление виброкопачей при оптимальной скорости движения комбайна 1,5 м/с и амплитуде продольных колебаний копача 6,5 мм составляет 16,73 кН. Уменьшение амплитуды вызывает рост сопротивления вследствие ухудшения процесса деформации почвы.
Аналогичная величина тягового сопротивления установлена при той же скорости движения комбайна и влажности почвы 18 %. При более сухой почве она возрастает.
Оптимальное тяговое сопротивление отмечено при частоте колебаний виброкопачей 4,9...45,1 с'1 и амплитуде 4,8...8,2 мм. Их увеличение нерационально с точки зрения затрат энергии на привод рабочих органов копателя.
Работа комбайна в оптимальных режимах способствует снижению энергозатрат в среднем на 11... 16 % (рис. 2). Загрузка двигателя машины при работе в оптимальном режиме составляет 0,8...0,92, что обеспечивает экономию топлива.
ных комбайнов с вибрирующими рабочими органами при влажности почвы 18...20 % и твердости 2,5...2,8 МПа: -О-при частоте колебаний 25 с1 и амплитуде 6,5 мм; —•-при частоте
колебаний 48 с-1 и амплитуде 11,5 мм.
___ Достижения науки и техники АПК, N98-2007
