CC BY
71
УДК 631.354.02:621.785.545
А.В. Коломейченко, доктор технических наук И.С. Кузнецов, соискатель ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»
+7 (4862) 45-40-64, office1@orelsau.ru
УПРОЧНЕНИЕ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ РЕЖУЩИХ КРОМОК
ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ МАШИН АННОТАЦИЯ
В статье представлен анализ работ разных авторов, направленных на изучение отказов режущих аппаратов зерноуборочных машин. Выявлены причины, приводящие к возникновению неисправностей режущего аппарата. Приведены результаты исследования износостойкости покрытий, полученных электроискровой обработкой (ЭИО, режущих кромок деталей современной зерноуборочной техники электродами из нанокристаллических или аморфных сплавов. Представлены фотографии микроструктуры покрытий, нанесенных электроискровой обработкой, полученные при помощи сканирующего электронного микроскопа. Установлен вид структуры полученных покрытий, толщина наносимого слоя и максимально возможное количество проходов электрода, не приводящее к разрушению покрытия. редложена технология нанесения износостойкого электроискрового покрытия на кромки деталей режущего аппарата зерноуборочного комбайна. Описаны полевые испытания деталей режущего аппарата, в которых наряду с серийными изделиями участвовали экспериментальные детали с покрытием, нанесенным электроискровой обработкой. Выявлена и представлена в виде графических зависимостей динамика износа экспериментальных деталей с износостойким покрытием и серийных изделий после определенной наработки.
ABSTRACT
The paper presents analysis of the works of various authors, to examine the failures of machines combine cutting apparatus and identify their main problems. Describes the causes of major faults cutting device. The results of investigation of wear resistance of coatings produced electrospark processing cutting edges of parts of modern harvesters electrodes of nanocrystalline or amorphous alloys. Shows photographs of scanning electron microscopy, the microstructure of coatings produced by electrospark processing. The form of the structures of the investigated coatings, the thickness of deposited layer and the maximum number of passes of the electrode does not lead to the destruction of the coating. A technology for applying wear-resistant electrospark coating on the edge of the electro-cutter parts combine harvester. Describes the field testing of parts cutting device, which along with the serial parts involved with the applied electric-part coating. Identified and presented in the form of graphic dependences of the experimental dynamics of wear of parts with wear-resistant coating and mass-produced products after a certain operating time.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Палец жатки, противорежущая пластина, износ, электроискровая обработка, нанокристаллическая структура, аморфная структура, наработка, сегмент, упрочнение, режущая кромка.
KEY WORDS
Finger reaper, cutting plate, wear, electrospark processing, nanocrystalline structure, an amorphous structure, working hours, segment, hardening, cutting edge.
Многие исследования надежности зерноуборочных комбайнов разных марок подтверждают, что примерно одна треть возможных отказов зерноуборочных машин относится к режущим аппаратам. В свою очередь, около 90% отказов режущего аппарата возникает из-за износа, поломок и повреждений деталей режущей пары. Анализ данных, полученных различными авторами, представил возможным установить типичные неисправности элементов режущей пары. К ним относятся:
- износ сегментов;
- поломки и выкрашивание сегментов и противо-режущих пластин;
- ослабление заклепок крепления сегментов и противорежущих пластин.
В работах [1-4] отмечается, что износ сегмента и противорежущей пластины зависит от состояния растительной массы, количества в ней абразивных частиц, (так как стебли растений
содержат в своей ткани кристаллы кремнезема) и частиц кварца на поверхности. B некоторых работах описана роль вертикальной силы, возникающей в результате процесса резания, под воздействием которой лезвие сегмента прижимается к противорежущей пластине и происходит износ как сегмента так и противорежущей пластины. Кроме этого, большое влияние на износ режущих кромок оказывает рельеф полевых участков, с которых убирается хлеб, а так же механический состав и каменистость верхнего слоя почвы этих участков. ри движении комбайна по неровному, с выраженным рельефом полю, жатка очень часто захватывает вместе со стеблями верхний слой почвы. Эффект контакта элементов режущей пары с абразивной средой усиливается в несколько раз за счет концентрации и измельчения абразива, а так же возвратно-поступательного движения.
Из выше сказанного следует, что детали режущего аппарата комбайна работают в тяжелых условиях абразивного износа и существует необходимость в увеличении их износостойкости. B связи с этим был проведен комплекс исследований и испытаний, призванных повысить износостойкость деталей режущего аппарата. Установкой электроискровой обработки UR-121 на пальцы, противорежущие пластины и сегменты жаток комбайнов ДОН -1500, John Deere 1147, John Deere9560, New Holland CX840 электродом из нанокристаллического сплава марки 5БДСР и электродом из быстро закаленного аморфного сплава марки 84КХСР было нанесено износостойкое покрытие (рис. 1). Покрытие наносилось на поверхность, обращенную к сегменту ножа в два прохода электрода на грубом и мягком режимах. Ширина следа, оставленного электродом, составляла 1,5-2 мм.
Рисунок 1 - Детали зерноуборочных комбайнов после ЭИО: а) противорежущая пластина Дон-1500, б) палец жатки New Holland CX840, в) противорежущая пластина John Deere 1147, г) палец жатки John Deere 9560.
После нанесения покрытия для оценки его качества и структуры были проведены металлографические исследования на электроном сканирующем микроскопе НІТАСНІ ТМ -1000 (рис. 2). Анализ поперечных шлифов показал, что толщина нанесенного покрытия составила 20-25 мкм. Упрочненный слой представляет собой термически нестабильную структуру характерную материалам электродов [5-11]. Металлографические исследования позволили установить, что после обработки одного и того же участка в два прохода сначала на грубом, а потом на мягком режимах, на поверхности появляются сетки микротрещин и следы выкрашивания. В связи с этим дальнейшее увеличение числа проходов и времени обработки приведет к разрушению покрытия, полученного ЭИО.
Рисунок 2 - Микроструктура покрытии: а) покрытие образованное электродом из сплава 84КХСР, б) покрытие
образованное электродом из сплава 5БДСР
После ЭИО экспериментальные детали были установлены на жатки комбайнов, которые работали в паре с серийными изделиями. После определенной наработки осуществляли необходимые измерения, которые проводили по трем точкам на режущей кромке детали. До первого измерения наработка составляла 1-1,2 га. Было установлено, что после этой наработки экспериментальные изделия имеют на поверхности небольшую вогнутость. В то же время на аналогичных серийных деталях, наблюдалась явно выраженная выпуклость на рассматриваемой поверхности. Зубья неупрочненных противорежущих пластин были сглажены. Грани каждого зуба имели радиус скругления 0,1-0,07 мм. На упрочненных экспериментальных изделиях скругления не наблюдались. Исследования показали, что серийные детали изнашиваются более интенсивно, чем экспериментальные.
На рисунке 3 представлен снимок упрочненной и не упрочненной противорежущей пластины после наработки 6 га. Толщина упрочненной противорежущей пластины превышает толщину пластины без упрочнения ЭИО. Из рисунка так же видно, что противорежущая пластина без упрочнения выгнута и непригодна для дальнейшего использования. В то же время после аналогичной наработки упрочненная пластина имеет правильную форму и имеет остаточный ресурс. По результатам измерений во время полевых испытаний был построен график износа экспериментальных и серийных деталей, изображенный на рисунке 4.
Рисупок 3 - Упрочпеппая (внизу) и пе упрочпеппая (сверху) пластины после эксплуатационных испытаний
г т 2,0
1,5
'и
1.0
0,5
\±.
Г 2 5 6 Н
I, мм 2,0
1.5
1,0
0.5
\ 2 1 Г
1
га
6 Н га
Рисунок 4 - Зависимости износа деталей режущего аппарата от наработки: а) противорежущие пластины комбайнов John Deere 1147; б) палыцы жаток комбайнов New Holland CX840;
1- с упрочнением ЭИО; 2-без упрочнения ЭИО;
В течение полевых испытаний существенной разницы в скорости изнашивания противорежущих пластин отечественной и импортной техники выявиты не удалосы. Разница в скорости изнашивания палыцев комбайнов New Holland CX840 и John Deere 9560 так же невелика. Из рисунка 4 видно, что износ упрочненшых деталей практически в 1,5-2 раза меныше, чем аналогичных изделий без упрочнения ЭИО.
Вывод
Таким образом, нанесение на режущие кромки деталей зерноуборочной техники износостойкого покрыты, толщиной 20 - 25 мкм с шириной следа 1,5...2 мм, способом ЭИО, электродами из нанокристаллического или аморфного сплава, позволит повыситы износостойкосты противорежущих пластин зерноуборочный комбайнов не менее чем в 1,5-2 раза.
Библиография
1. Рубин А. Г., Оранский Н. Н. О надежности режущего аппарата зерноуборочного комбайна // Труды1 ГОСНИТИ. Т. 63. 1981. C. 105-111.
2. Ткачев В. Н. Износ и повышение долговечности деталей селыскохозяйствениых машин. М.: Машиностроение, 1971. С. 102.
3. Кузнецов И. С. Повышение износостойкости палыцев жаток зерноуборочных машин электроискровыми покрытиями, образованными электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов // ТРУДЫ ГОСНИТИ. Т. 108. 2011. С. 230-233.
4. Кузнецов И. С., Прокошина Т. С. Повышение износостойкости палыцев жаток зерноуборочны1х машин // Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК: сб. материалов Междунар. выставки-конф. Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011. С. 192-196.
5. Упрочнение и восстановление деталей автотракторной техники и селыскохозяйственшых машин с исполызованием наноструктурированншых покрытий / И. С. Кузнецов и [др.]. // Сборник тезисов докладов участников Второго международного конкурса научны1х работ молоды1х ученшых в области нанотехнологий Rusnanotech 2009 с. 419-420, 2009, с. 992.
6. Крышская О. А., Перлович Ю. А., Исаенкова М. Г. Особенности нанокристал-лизации при отжиге аморфшых лент из сплава // Сборник тезисов докладов участников Второго международного конкурса научшых работ молодык ученных в области нанотехнологий Rusnanotech 2009. с. 418-419, 2009, с. 992.
7. Особенности нанокристаллизации при отжиге аморфных лент из сплава Ni44Fe29Co15B10Si2 /
М. Г. Исаенкова [и др.] // Материаловедение. 2008. № 12. С. 19-27.
8. Fauchais P., Grimaud A., Vardelle A. La projection par plasma: une revue. Ann. Phus. Fr. 1989, V. 14. P. 261-310.
9. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфныге металлы: пер. с яп. / под. ред. Ц. Масумото. М.: Металлургия, 1987. 328 с.
10. Калита В. И., Комлев Д. И. Плазменные покрытия с нанокристаллической и аморфной структурой: монография. М.: Лидер-М, 2008. 388 с.
11. Кузнецов И. С., Павлов В. З., Коломейченко А. В. Расчет размера искровых разрядов при электроискровой обработке деталей селыскохозяйственных машин // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences, 2012. Т.7. №7. С. 13-15. / http://www.rjoas.com/issue-2012-07/i007_article_2012_02.pdf (accessed: 29.08.2012).
Becтник
Opeл FAy
февраль
№1(40)
2G13
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________
Редакционный совет:
Парахин Н.В. (председателы) Буяров В.С. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Ма1алов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С. А. (ответств. секретары) Золотухина О.А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichоgau@yandex.ru Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетелыство о регистрации ПИ 8ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Специалист регионалыного методического центра по УДК: Служеникина А.М. Технический редактор: Мосина А.И.
Сдано в набор 18.02.2013 г. Подписано в печаты 28.02.2013 г. Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 27,8 усл. печ. л. Тираж 300 эк&. Издателыство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, булывар Победы1, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научньых работ, отражающих основное научное содержание кандидатских _____и докторских диссертаций
Содержание номера
Современные агротехнологии Мамин Р.Г., Сутугина И.М. Планово-картографическое обеспечение кадастра недвижимости по снимкам со спутника IRS 2
Лобков В.Т., Кружков Н.К., Забродкин А.А., Новикова А.С. Оценка эффективности возделывания селыскохозяйственных кулытур в зависимости от способов основной обработки почвы в централыно-черно&емном регионе 8
Дериглазова Г.М. Эффективносты удобрений и известкования черноземных почв ЦЧР при возделывании ярового ячменя на склоне северной экспозиции 12
Степанова Л.П., Стародубцев В.Н., Коренькова Е.А., Степанова Е.И., Тихойкина И.М. Влияние
биопрепаратов и микроудобрения на продукционный процесс яровой пшеницы 17
Гурин А.Г., Кожухов А.Д. Агрохимическая оценка исполызования отходов производства в виде спиртовой барды на посевах кукуру&ы на силос 23
Кагермазов А.М. Экономическая и энергетическая оценка &асухоустойчивых популяций тетраплоидной кукуру&ы 29
Амелин А.В., Кондыков И.В., Иконников А.В., Чекалин Е.И., Кондыкова Н.Н., Дмитриева Е.А.
Генетические и физиологические аспекты селекции чечевицы 31
Маханькова Т.А., Голубев А.С., Чернуха В.Г., Долженко В.И. Эффективные гербициды для защиты зерновых кулытур от однодолыных и двудолыных сорных растений 39
Сивак Е.Е, Волкова С.Н., Коробов Д.С. Внедрение нетрадиционной кулытуры колумбовой травы в традиционный севооборот 45
Приземин А.А., Кочкарев В.Р. Особенности макрофауны почвенного покрова в зоне лесостепи Орловской области 48
Глинушкин А.П., Кошеваров Ю.А., Соловых А.А., Райов А.А., Хилько Л.Н. Мониторинг микозов
пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала 54
Лаврентьев Н.В., Фирсов Г.А., Потокин А.Ф. История интродукции и современное состояние FAGUS SYLVATICA l. (FAGACEAE) в ботаническом саду Санкт-Петербургского лесотехнического университета 58 Бобков С.В., Зотиков В.И., Сопова И.И., СелиховаТ.Н., СучковаТ.Н., Зайцев В.Н. Аминокислотный состав &апасных белков современных сортов сои 66
Лысенко Н.Н., Чекалин Е.И., Пожарский С.М. Активносты фотосинтеза и транспирация в листьях кормовых бобов при патогенезе и исполызовании средств защиты 70
Даниленко А.Н., Поляков А.В., Павловская Н.Е., Плащина И.Г. Сравнителыный анализ интегралыной гидрофобности легуминов гороха различной сортовой принадлежности 77
Резвякова С.В. Адаптивный потенциал устойчивости груши к стресс-факторам зимнего периода 84
Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Андронова Н.В. Вличние состава питателыной среды на эффективносты размножения земляники садовой IN VITRO 89
Вдовенко С.А. Влияние интенсивности освещения на урожайносты вешенки обыкновенной 93
Животноводство
Шилов А.И., Кибкало Л.И., Ляшук Р.Н. О мясном специализированном скотоводстве. Состояние и пути ра&вития 98
Балашов В.В., Буяров В.С. Режимы освещения и пока&атели продуктивности цыплят-бройлеров кросса «Росс-308» 103
Тинаев Н.И., Балакирев Н.А., Тинаева Е.А. Воспроизводителыная способносты кролычих в наружных модулях в зимнийпериод 108
Полехина Н.Н., Солохина И.Ю., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Токсилогическая оценка кормовой биологически активной добавки для промышленного животноводства 111
Куба1ов В.А., Белкин Б.Л. И&менение фи&иологических функций и продуктивности при включении в корм курам-несушкам биологически активных добавок 115
Калинин В.А., Козлов А.С. Молочная продуктивносты коров при различных типах кормления и способах скармливания кормов 118
Науменко П.А., Комкова Е.А., Зайналабдиева Х.М., Арсанукаев Д.Л. Гематологические показатели крови у телят молочного периода выращивания 122
Тихомирова Г.С., Логвинова Т.И., Тихомиров А.И. Биологическая ролы и обмен цинка в организме молодняка свиней 126
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Эффективносты применения пробиотика «Проваген» при технологическом стрессе у свиней 129
Орлова М.А. Послеоперационные изменения поверхности металлических фиксаторов и костной ткани 132
Экономика АПК
Конкина В.С. Сравнителыный анализ основных подходов к управлению затратами в отрасли молочного скотоводства 136
Серёдкин А.Н. Модели производственных селыскохозяйственных кластеров на регионалыном уровне 142
Сысоева О.Н., Лытнева Н.А., Кыштымова Е.А. Современные инновационные методики в процессе управления прибылыю предприятий потребителыской кооперации 146
Синицына И.В. Основные направления земелыно-имущественного менеджмента в контексте инвестиционного развития селыских территорий 153
Воеводская П.О. Теоретические аспекты банковских рисков 158
Гришаев Е.Н. Совершенствование системы оплаты труда руководящего состава селыскохозяйственных предприятий как важнейший элемент коммерческого расчета 166
Технология пищевых продуктов Бобракова Л.А., Мамаев А.В. Исследование реологических параметров при производстве обогащенного зерненого творога 172
Симоненко Е.А., Шалимова О.А., Емельянов А.А. Разработка технологии применения функционалыных наполнителей в рецептуре продукта быстрого приготовления 177
Семенихина В.Ф., Рожкова И.В., Абрамова А.А. Подбор бактериалыных кулытур для производства йогурта с длителыным сроком хранения 180
Корниенко О.Н., Ангелюк В.П. Изучение размеров и структуры белково-полисахаридных комплексов в системе творожная сывортка-гуаран 184
Агротехника и охрана труда Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Упрочнение электроискровой обработкой режущих кромок &ерноуборочных машин 187
Михайлов М.Р. К вопросу выбора математической модели оптимизации нагрузки зерноуборочных комбайнов в зависимости от их технического состояния 191
Чернышов В.А., Чернышова Л.А. Методическое и программное обеспечение экологической бе&опасности воздушных линий электропередачи разного класса напряжения 198
Сидоров А.В., Коробко А.В., Чикулаев А.В. Исследование задачи кручения упругих тонкостенных стержней с помощью метода интерполяции по коэффициенту формы области 204
Курочкин А.А., Жосан А.А., Рыжов Ю.Н., Головин С.И. Подогрев рапсового масла как способ повышения эффективности исполызования его в качестве топлива 209
Шестаков Ю.Г., Яковлева Е.В., Полехина Е.В., Алибекова И.В. Новые подходы к совершенствованию системы охраны труда 213
Прокошина Т.С. Анализ травматизма со смертелыным и тяжелым исходом на металлообрабатывающих станках в агропромышленном производстве Российской Федерации 217
© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2013
