Исследование износа рабочей поверхности лемеха от удельного давления и скорости движения абразивной частицы почвы

4. Феськов С.А., Федукова О.В. Компьютерные технологии при оценке линейных износов // Бюллетень научных работ Брянского филиала МИИТ - 2012. - №2. -С.34-37.

5. Михальченков А.М., Феськов С.А., Тюрева А.А. Методы снижения интенсивности изнашивания стрельчатых лап культиваторов на стадии изготовления // Вестник АПК Верхневолжья. - 2015. - №3. - С.79-82.

6. Феськов С.А. Надежность стрельчатых лап (технологии и их возможности) // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии.- 2015. - №1. - С.46-52.

7. Кожухова Н.Ю. Наплавочное армирование рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатирующихся на тяжелых почвах (на примере плужных лемехов): Дис. ... канд. техн. наук. - М., 2011. - 211с.

References

1. Mikhalchenkov A.M., Kozarez I. V., Mikhalchenkova M.A. Wear of all-metal and composite plowshares // Tractors and Agricultural Machinery. - 2014. - № 7. - pp. 39-43.

2. Mikhalchenkov A.M., Feskov S.A. Wear of center hoes of the seeding machine reman-ufactured by way of thermostrengthened «compensating elements» // Tractors and Agricultural Machinery.- 2013. - № 12. - pp. 50-52.

3. Mikhalchenkov A.M., Feskov S.A., Yakushenko N.A. Reconditioning of center hoes // Selskiy Mechanizator. - 2014. - № 3. - pp. 36-37.

4. Feskov S.A., Fedukova O.V. Computer technology in the evaluation of linear wear // Bulletin of scientific works of the Bryansk branch ofMIIT - 2012. - № 2. - pp. 34-37.

5. Mikhalchenkov A.M., Feskov S.A., Tyureva A.A. Methods of wear intensity reduction of cultivator center hoes when being manufactured // Bulletin of Agrarian and Industrial Complex of the Upper Volga. - 2015. - №3. - pp. 79-82.

6. Feskov S.A. Reliability of center hoes (technologies and their potential) // Vestnik of the Bryansk State Agricultural Academy.- 2015. - № 1. - pp. 46-52.

7. Kozhukhova N. Y. Welding reinforcement of working parts of tillers, operated on heavy soils (for example, plowshares): Dis. ... Candidate of Technical Sciences. -M., 2011. - 211 p.

УДК 631.312.021.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕМЕХА ОТ УДЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ АБРАЗИВНОЙ

ЧАСТИЦЫ ПОЧВЫ

Study of the Wearing Process of the Ploughshare Working Surface Caused by Specific Pressure

and Speed of an Abrasive Soil Particle

Блохин В.Н., к.т.н. PSN. 1970@yandex.ru Котиков Ф.Н., Случевский А.М., инженеры Blokhin V.N., Kotikov F.N., Sluchevsky A.M.

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», Россия Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а Bryansk State Agrarian University

Реферат. При работе с почвой детали сельскохозяйственных машин подвергаются интенсивному износу. Важной задачей является определение интенсивности его износа. В литературе недостаточно освещены сведения о характере движения абразивной частицы почвы по рабочей поверхности лемеха. Изложен материал, основанный на экспериментальных исследованиях о движении абразивной частицы по различным по форме рабочим поверхностям. Приведены теоретическая зависимость износа поверхности лемеха от скорости движения абразивной частицы почвы и ее удельного давления. Использование тео-

ретических зависимостей способствует разработке технологий восстановления деталей и обеспечит их максимальную долговечность.

Summary. When working with the soil parts of agricultural machines are subjected to intensive wear. An important task is to determine the intensity of this wear. In the publications there is no sufficient information about the nature of the motion of abrasive soil particles on the ploughshare working surface. The given material is based on experimental studies on the motion of abrasive soil particles on working surfaces of different forms. The theoretical dependence of surface wear on the speed and specific pressure of abrasive soil particles is shown. Using this dependence allows the development of recondition technologies providing maximum durability.

Ключевые слова: лемех, абразивная частица, износ поверхности.

Keywords: ploughshare, abrasive particle, surface wear.

Введение. Постановка задачи. При вспашке почвы сельскохозяйственными машинами их детали подвергаются абразивному износу, вызывая их ремонт, а значит и простои.

Повышение долговечности машин, рабочих органов и деталей связано с изучением закономерностей изнашивания их в процессе эксплуатации. Встает вопрос, связанный с разработкой основ расчета рабочих органов на долговечность.

Имеющаяся тенденция повышения скоростей при вспашке почвы плугами, снижение их металлоемкости и повышение долговечности неразрывно связано с проблемой износостойкости рабочих органов.

Знания закономерности перемещения почвенных частиц по рабочим органам почвообрабатывающих машин, характера и величины действующих сил позволяет грамотно подойти к вопросу увеличения долговечности деталей путем изменения их технических и геометрических параметров.

Методика получения теоретических зависимостей. Изнашивание рабочих поверхностей определяется формой и характером относительного скольжения контактируемых частиц. Опыты показывают [1, 3], что характер изнашивания деталей рабочих органов сельскохозяйственных машин зависит от почвенных условий, удельного давления почвы на рабочую поверхность и от скорости относительного движения абразивной частицы.

Результаты опытов по выявлению влияния удельного давления на изнашивание лемеха [3] показали, что износ рабочей поверхности пропорционален удельному давлению почвы

И = kN,

где k - коэффициент пропорциональности, N- удельное давление.

Износ лемеха в зависимости от скорости движения абразивной частицы выражается уравнением

И = ¡V1,

где ¡и и b - постоянные коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств почвы.

Детали рабочих органов могут иметь разные по форме рабочие поверхности: плоские, вогнутые, выпуклые, наклонные с небольшой эвольвентной кривизной с различными уравнениями связи.

Восстановление лемехов и, особенно, его носовой части всегда связано с изменением его геометрических параметров, что может влиять на качество вспашки и на энергозатраты. Для оптимизации этих параметров и уменьшения износа рассмотрим движение абразивных частиц по кривым линиям рабочих поверхностей, имеющих разную геометрическую форму (рис. 1). Массу частиц будем обозначать через m.

Рассмотрим зависимость износа деталей рабочих органов от давления (реакции) почвы на плоскую (рис. 1,а), вогнутую (рис.1,б) и выпуклую поверхности (рис. 1,в).

Для этого составим дифференциальные уравнения движения частицы [2] вдоль оси Мх: для рисунка 1,а

= x ркх

или

dV .. .

— = N-mgsma .

Так как тело вдоль оси Мх не движется, то скорость vx = 0. Значит из уравнения (1) имеем

N = тд sin а.

Для рисунка 1,б сила давления (реакции) будет:

к2

N = тд sin a + m—,

где v - скорость частицы; р-радиус кривизны

Для рисунка 1,в сила давления будет иметь вид

к2

N = тд sin а — т— .

Сравнивая уравнения (2), (3) и (4) заключаем, что удельное давление почвы на рабочую поверхность лемеха будет минимальным, когда частица движется по выпуклой поверхности, максимальным - по вогнутой. Значит, износ рабочих поверхностей, зависящий от удельного давления при прочих равных условиях, будет максимальным, если частица движется по вогнутой рабочей поверхности, минимальным - по выпуклой.

Теперь рассмотрим интенсивность изнашивания от скорости скольжения абразивной частицы по плоской, вогнутой и выпуклой поверхностям с малой кривизной эвольвенты.

Для этого составим дифференциальное уравнение движения частицы по плоской поверхности (рис. 1, а) вдоль оси Му [2]:

ту = ^ F¡

ку

или

ту = —FTp — тд cos а, где FTp = fN, N = тд sin а,/^коэффициент трения скольжения. Тогда ту = — fmg sin а — тд cos «или

у = —,g

или

^ = — g(cos а + f sin а).

X

в)

Ч а К чу y 1 1 и

\а \ F \ 1 тр

mg

mv

а) движение частицы

почвы по наклонной плоскости

б) движение частицы почвы по вогнутой поверхности

в) движение частицы почвы по выпуклой поверхности

Рисунок 1.Схема сил, действующих на частицу почвы

Разделяя переменные и интегрируя, получим

V = -g(cos а + f sin a)t + С,

где С - постоянная интегрирования.

Согласно начальным условиям: y0=0, у0 = V0, С = V0 .

V0 = 1Посг - скорость движения плуга.

Окончательно имеем

V = V0 — g(cos а + f sin a)t,

где величина g(cos a + f sin a) = const.

Рассматривая движение частицы почвы на рис. 1,б и рис. 1,в, получаем те же самые зависимости

V = V0 — g(cos а + f sin a)t,

и заключаем, что относительная скорость движения частицы не зависит от формы поверхности.

Таким образом, интенсивность изнашивания в случаях движения частицы по поверхностям разной формы от относительной скорости движения абразивной частицы не зависит.

Что касается ремонта (восстановления) носовой части лемеха, то согласно изложенным выше теоретическим исследованиям, носок должен быть либо плоским, либо слегка выпуклым, что приведет к минимальному износу.

Выводы. 1. Предложены теоретические зависимости, позволяющие оценить интенсивность износа от удельного давление и скорости движения абразивной частицы почвы.

2. Согласно теоретическим материалам предложена форма поверхности лемеха плоская, либо слегка выпуклая, что приведет к минимальному износу.

Библиографический список

1. Севернев М.М, Подлекарев Н.Н., Сохадзе В.Ш., Китиков В.О. Износ и коррозия сельскохозяйственных машин //Минск: Наука, 2011.- 334 с.

2. Блохин В.Н., Паршикова Л.А. Абразивный износ упрочненной поверхности лемеха // Техника в сельском хозяйстве. - 2014. - №6. - С.28-29.

3. Блохин В.Н, Прудников С.Н., Паршикова Л.А., Теоретическое исследование процесса износа армированных отвально-лемешных поверхностей // Вестник Брянской ГСХА- 2015. - №2. - С.23-25.

References

1. Severnev M.M, Podlekarev N.N., Sokhadze V.S., Kitikov O.V. Wear and corrosion of agricultural machines //Minsk: Science, 2011. - 334 p.

2. Blokhin V.N., Parshikova L.A. Abrasive wear of the ploughshare hardened surface // Agricultural Machinery. - 2014. - № 6. - pp. 28-29.

3. Blokhin, V.N., Prudnikov S.N., Parshikova L.A. Theoretical study of the wearing process of reinforced moldboard and ploughshare surfaces // Vestnik of the Bryansk State Agricultural Academy. - 2015. - №. 2. - pp. 23-25.

УДК 620.178.162

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ИЗНОСОВ И ТВЕРДОСТИ ОТВАЛОВ ПОСЛЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Study of Mouldboard Wear and Hardness after Operation and Reconditioning

Тюрева А.А., к.т.н. PSN. 1970@yandex.ru Прудников С.Н., Паршикова Л.А., инженеры Tyureva A.A., Prudnikov S.N., Parshikova L.A.

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»

243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Bryansk State Agrarian University

Реферат. Исследование линейных износов в любой точке рабочей поверхности крупногабаритных деталей считается отдельной достаточно сложной задачей. В известной литературе отсутствуют сколько-нибудь достоверные сведения о характере распределения износов по таким поверхностям трения. Прежде всего, это обусловлено трудоемкостью проведения эксперимента и отсутствием методологической базы. Аналогично сложной является задача по определению свойств сварных соединений деталей, восстановленных методом вставок. Поставленные задачи решались раскроем на образцы и вырезанием темплетов из области сварных швов на примере культурного отвала. Отработан процесс раскроя с соблюдением условия минимального воздействия тепловых нагрузок. Предложена техника измерения твердости сварного соединения с максимально возможным количеством отпечатков. Результатом отработки методик явилось: первое - наиболее полная оценка износов с построением эпюр в горизонтальных и вертикальных сечениях; второе -получение распределения значений твердости в направлении перпендикулярном сварному шву. Использование методик позволит рационально подойти к разработке технологий восстановления, обеспечивающих максимальную долговечность деталей.

Summary. The study of linear wear at any point of the working surface of large parts is considered quite a difficult task. In the publications there is no reliable information concerning the nature of the distribution of wear on such friction surfaces. First of all, it is due to labori-ousness of the experiment and the lack of a methodological framework. Similarly it is difficult to determine the properties of the welded joints of the parts reconditioned by insertion. The as-