Совершенствование технологии восстановления стрельчатых лап культиваторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Аристанов Максим Галимжанович

• Аристанов Максим Галимжанович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Аристанов Максим Галимжанович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Конструктивные особенности и анализ износа стрельчатых лап почвообрабатывающих машин

1.2 Способы и технологии повышения ресурса стрельчатых лап

1.3 Плазменная наплавка износостойких порошков для получения покрытия, позволяющего снизить тяговое сопротивления культиватора

1.4 Материалы и технологические схемы нанесения покрытий при восстановлении и упрочнении стрельчатых лап почвообрабатывающих машин

1.4.1 Современные материалы для восстановления и упрочнения деталей

1.4.2 Влияние технологических схем нанесения покрытий на тяговое сопротивление рабочих органов машин

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА НА ИЗНОС И ТЯГОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КУЛЬТИВАТОРНЫХ ЛАП

2.1 Теоретическое исследование физической природы процесса изнашивания рабочих органов почвообрабатывающих машин

2.2 Влияние физико-механических свойств материалов при восстановлении стрельчатых лап культиваторов

2.3 Теоретическое обоснование изменения тягового сопротивления восстановленных стрельчатых лап культиватора

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Нанесение покрытий плазменной наплавкой

3.3 Методика проведения лабораторных исследований

3.3.1 Электронная микроскопия образцов

3.3.2 Определение твердости наплавленного слоя

3.3.3 Рентгеноструктурный анализ образцов

2

3.3.4 Определение коэффициента трения

3.3.5 Определение тягового усилия культиваторных лап в искусственных условиях

3.4 Результаты лабораторных испытаний

3.4.1 Результаты электронной микроскопии

3.4.2 Анализ твердости наплавленной поверхности

3.4.3 Рентгеноструктурный анализ образцов

3.4.4 Результаты определения коэффициента трения

3.4.5 Анализ тягового сопротивления культиваторных лап

4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

4.1 Технологический процесс восстановления стрельчатых лап культиваторов

4.2 Методика проведения испытаний

4.2.1 Методика исследования тягового сопротивления стрельчатых лап культиваторов

4.2.2 Методика проведения испытаний на износостойкость

4.3 Результаты производственного эксперимента

4.3.1 Результаты исследования тягового сопротивления

4.3.2 Результаты экспериментов на износостойкость

4.4 Агротехническая оценка исследований

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КУЛЬТИВАТОРНЫХ ЛАП

5.1 Расчет себестоимости восстановления стрельчатых лап культиватора КПЭ-3,8

5.2 Расчет экономической эффективности технологии восстановления стрельчатых лап от повышения износостойкости

5.3 Расчет экономической эффективности предлагаемого способа восстановления от снижения тягового сопротивления

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии восстановления стрельчатых лап культиваторов»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в Российской Федерации обрабатывается более 123 млн. га пашни. В зависимости от технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в процесс обработки включается такая операция, как культивация. Рабочими органами культиваторов являются стрельчатые лапы, которые подвергаются интенсивному абразивному износу, вследствие чего происходит изменение геометрических размеров, а, следовательно, наблюдается увеличение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата и нагрузки на трактор. Это приводит к нарушению агротехнических требований и снижению качества обработки почвы, которое напрямую влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. Поэтому современным направлением исследований в области обработки почвы является разработка путей уменьшения затрат и внедрение новых технологий и способов обработки почвы, которые направлены на поддержание ее плодородия и увеличение урожайности.

Одним из направлений снижения тягового сопротивления почвообрабатывающих машин и затрат на обработку почвы является восстановление изношенных рабочих органов путем формирования рабочей поверхности с заданными свойствами по износостойкости и коэффициенту трения режущей части при работе на различных почвах.

Нанесение износостойких материалов осуществляется различными способами, которые имеют несовершенства и недостатки, выражающиеся в получении некачественного покрытия, обладающего дефектами, невысокой износостойкостью и повышенным коэффициентом трения.

В связи с этим, исследования, направленные на получение качественного покрытия, обладающего высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, являются актуальными и имеют важное научное и хозяйственное значение.

Степень разработанности темы. Область современных исследований широко базируется на проблемах восстановления

изношенных деталей и это подтверждается решением таких задач значительным количеством вузов и НИИ РФ: ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Башкирский ГАУ, Брянский ГАУ, Оренбургский ГАУ, Орловский ГАУ, Ставропольский ГАУ, Курский ГАУ, РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева и др. На основе исследований Новикова В.С., Михальченкова А.М., Сидорова С.А., Лялякина В.П., Голубева И.Г., Фаюршина А.Ф., Лебедева А.Т., Ерохина М.Н., Денисова В.А., Титова Н.В., Аулова В.Ф., Шахова В.А., Коваленко Е.А. и многих других ведущих ученых проводился анализ полученных результатов по данной тематике.

Широко известны результаты исследований ученых в области проектирования с.х. машин, в том числе изучения вопросов тягового сопротивления, таких как Горячкин В.П., Милюткин В.А., Старцев С.В. и др.

Однако, требуются дополнительные теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию технологии восстановления рабочих органов почвообрабатывающих машин на основе современных износостойких материалов.

Работа выполнялась в кафедре «Технический сервис» ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ №124041200035-0 по теме: «Разработка новых технологий применения плазмы, 3D и аддитивных технологий для повышения долговечности сельскохозяйственной техники».

Цель исследования. Совершенствование технологии восстановления стрельчатых лап культиваторов с учетом снижения коэффициента трения.

Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:

- выполнить анализ технологий восстановления рабочих органов почвообрабатывающих машин и установить их влияние на структурные изменения металла и коэффициента трения;

- выполнить теоретическое обоснование изменения коэффициента трения и тягового сопротивления восстановленных культиваторных лап от структуры металла и плотности дислокаций;

- изучить процесс изменения коэффициента трения и тягового сопротивления восстановленных культиваторных лап, с учетом технологии восстановления в лабораторных и производственных условиях;

- определить технико-экономическую эффективность разработанной технологии восстановления культиваторных лап.

Объект исследования. Технологический процесс восстановления стрельчатых лап культиваторов.

Предмет исследования. Закономерности процесса восстановления и изменения коэффициента трения стрельчатых лап культиватора.

Методология и методы исследования. Исследовательские изыскания проводились при помощи современного оборудования и информационных систем, построенных на основании принципов физики, математики и надежности технических систем. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях в соответствии с общепринятыми и частными методиками, а также с использованием теории планирования многофакторных экспериментов. Для наплавки покрытий использовалась плазменная установка, анализ материала выполнен с применением твердомера, толщиномера, электронного микроскопа и др. Для оценки тягового сопротивления использовалось математическое моделирование, позволяющее определить его значение, для подбора класса трактора, и выявить факторы, влияющие на тяговое сопротивление почвообрабатывающего агрегата. Полученные экспериментальные данные обрабатывались на основе статистических методов с применением программ математического анализа Statistica 10, Microsoft Excel, Mathcad 10 и др.

Научная гипотеза: снижение тягового сопротивления культиваторов и повышение износостойкости рабочих органов совершенствованием процесса восстановления стрельчатых лап.

Научную новизну работы составляют:

- закономерности изменения величины износа восстановленных культиваторных лап от фактической площади соприкосновения с почвой;

- закономерности для определения тягового сопротивления восстановленных культиваторных лап при изменении структуры металла и плотности дислокаций;

- экспериментально установленные граничные значения плотности дислокаций с высокой твердостью и наименьшим коэффициентом трения;

- экспериментально установленные граничные значения силы тока, напряжения плазменной наплавки, соотношение частей наплавленного порошка - карбида вольфрама и нанопорошка оксида алюминия, дающие наилучшее соотношение плотности дислокаций, твердости и коэффициента трения.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Теоретически установлена прямая зависимость коэффициента трения от плотности дислокаций и соотношения фактической и номинальной площадей соприкосновения рабочих органов культиватора с почвой. Установлены закономерности изменения величины износа восстановленных культиваторных лап и их тягового сопротивления при восстановлении плазменной наплавкой с силой тока 200 А, напряжением 35 В позволяет получить твердость до 73,2 ИКС. При этом соотношение наплавленного порошка карбида вольфрама составляет - 50%, нанопорошка оксида алюминия - 2%.

Результаты научных исследований послужили основой для разработки технологии восстановления стрельчатых лап (патент №2738126) и установки для плазменной наплавки (патент на полезную модель №200702). Использование данной технологии и установки позволяет получить объемно-центрированную кристаллическую решетку и ледебуритное строение. При этом коэффициент трения культиваторной лапы о почву составляет 0,25 при скорости 7 км/ч и угле крошения лапы 160, тяговое сопротивление 17 кН (ниже серийной на 9,4 кН).

Использование данной технологии повышает ресурс стрельчатых лап в 1,64 раза, снижает себестоимость на 27,2%, снижает расход топлива на 8 кг/ч.

Личный вклад автора в поделанную работу. Автором проделана основная часть исследований. Установлены зависимости тягового сопротивления от физико-механических свойств упрочняющего материала и коэффициента трения. Выполнена модернизация установки для плазменной наплавки стрельчатых лап, проведены эксперименты с восстановленными культиваторными лапами, производственные испытания восстановленных лап на износостойкость и тяговое сопротивление. Рассчитаны технико-экономические показатели разработанной технологии восстановления культиваторных лап.

Положения, выносимые на защиту:

- теоретическое обоснование зависимости коэффициента трения стрельчатой лапы о почву от соотношения фактической и номинальной площадей соприкосновения;

- теоретическое обоснование изменения тягового сопротивления восстановленной культиваторной лапы от структуры металла и плотности дислокаций;

- результаты экспериментальных исследований технологии восстановленных культиваторных лап;

- результаты экспериментальных исследований тягового сопротивления восстановленных и новых культиваторных лап в лабораторных и производственных условиях;

- результаты технико-экономической эффективности восстановления культиваторных лап и обработки почвы в производственных условиях.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается высокой сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Данные, полученные в результате лабораторных испытаний в кафедре «Технический сервис» ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ подкрепляются производственными исследованиями в ПСК «Приуральский» Оренбургского района Оренбургской области и совпадают с выводами исследователей в данной области.

Реализация результатов исследований. Лабораторные исследования проводились в лабораториях кафедры «Технический сервис» ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, в ООО «Технология». Производственные исследования выполнены в ПСК «Приуральский» Оренбургского района Оренбургской области.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на международных и российских научно -практических конференциях: «Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем» (Оренбург, 2021 2024), XIV Международной научно-практической конференции «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК» (ИнформАгро-2022, Москва, 2022). Технология восстановления стрельчатых лап почвообрабатывающих машин и конструкция установки для плазменной наплавки представлялись на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, ВДНХ, 2017).

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 15 работ, в том числе 3, в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства науки и высшего образования РФ, одна в международной базе Scopus, получено два патента РФ - на изобретение (№2738126) и на полезную модель (№200702), свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2024682999.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, пять глав, общие выводы, список использованных источников (125 наименований) и 14 приложений. Работа содержит 171 страницу и включает 9 таблиц, 53 рисунка, 14 приложений.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Конструктивные особенности и анализ износа стрельчатых лап почвообрабатывающих машин

Ежегодно в нашей стране возделывается около 123 млн. га посевных площадей, обрабатывающиеся по классической технологии, которая содержит в себе пахоту, как первичный этап возделывания сельскохозяйственных культур, глубокое рыхление, культивирование, боронование и др.

На данный момент преобладают почвообрабатывающие машины (посевные комплексы, культиваторы, сеялки и др.), имеющие в качестве рабочих органов стрельчатые лапы.

Стрельчатые лапы способны проводить обработку с уничтожением сорняков до 99% на глубине 6...15 см, при этом, сохраняя влагу во внутреннем слое пахотного горизонта, и, не вынося ее на поверхность [13].

Согласно ОСТ 23.2.164-87 стрельчатые лапы подразделяются на плоскорежущие и универсальные

а) б)

Рисунок 1.1 - Стрельчатые лапы: а) плоскорежущие; б) универсальные

По данным Гостехнадзора Оренбургской области, на ее территории преобладающей маркой культиватора (73%) является КПЭ-3,8, имеющий рабочий орган в виде универсальной стрельчатой лапы.

Угол наклона к поверхности поля у плоскорежущих стрельчатых лап составляет до 18°. Они применяются, когда необходимо получить небольшую глубину обработки с наименьшим смещением почвы и обычно в сочетании с односторонними лапами. При отклонении угла между односторонними лапами наблюдается налипание почвы и увеличивается количество неподрезанных сорняков [25].

Наиболее распространенным видом лап являются универсальные стрельчатые лапы, которые используются для культивирования паров, подготовки почвы перед севом, а также обработки междурядий зерновых и масленичных культур на глубину 10...15 см. При работе, универсальные стрельчатые лапы, наряду с подрезанием сорняков, проводят и рыхление почвы. Такие лапы характеризуются увеличенным углом наклона к поверхности до 30° и более широкими крыльями и грудью, что предотвращает налипание и забивание остатками сорняков [2].

Использование стрельчатых лап необходимой конструкции, размеров, формы, зависит от характера выполняемых операций, возделываемой культуры, периода ее развития, свойств и природы почвы.

Основные параметры стрельчатых лап [33, 39, 46]:

- угол раствора крыльев (2у);

- угол крошения почвы (в);

- угол подъема груди лапы (а);

- ширина захвата (В);

- угол резания (во);

- ширина крыла (Ьл);

- толщина металла (5).

Для того, чтобы стебли сорняков скользили по режущему лезвию лапы

необходимо подбирать соответствующий угол раствора крыльев. Этот угол

11

обеспечивает полное и легкое перерезание стеблей растений и полное удаление их с поверхности стрельчатой лапы, исключая обволакивание крыльев [83].

При увеличении угла раствора крыльев свыше допустимого, стрельчатая лапав большинстве случаев перестает работать. Это связано с тем, что сила трения, образующаяся между поверхностью крыльев и сорняками, становится больше силы сопротивления. Поэтому растения остаются на поверхности крыльев и, как следствие, наблюдается отсутствие резания с выглублением рабочего органа. Вследствие этого, целесообразно при культивировании разных типов почв использовать стрельчатые лапы с различным углом раствора крыльев. Так, при обработке черноземов угол должен быть равен 50...59°, при обработке средневязких почв - 60...77° и при культивировании песчаного и супесчаного типов - 70. 80° [86, 90].

Угол, образуемый верхней кромкой лезвия стрельчатой лапы с горизонтальной поверхностью в перпендикулярном сечении, называется углом резания. Он образуется путем складывания двух углов: заострения (i) и затылочного (s) и его значение лежит в интервале 20.25°, так как i=10. 15°, а s=10° [96, 98].

Затачивание лезвия лапы может проводится как снизу, так и сверху, а также одновременно с обеих сторон. Это связано со значением угла крошения: при величине Р=15°, заточка производится сверху лапы; с обеих сторон лапы - при 15. 25° и снизу - при угле более 25° [107, 111].

Качество рыхления почвы зависит от углов подъема груди лапы и крошения. Когда лапы обладают большими значениями этих углов, наблюдается смещение и деформация почвы, происходит образование борозд вследствие перемещения почвы в направлении движения рабочего органа, а также возможно смещение почвы в сторону с подъемом нижних слоев. Стрельчатые лапы имеют угол Р=20...30°, а плоскорежущие Р=15.. ,19°[109, 112].

Заглубляемость, место расстановки на раме культиватора, рыхлительные возможности зависят от ширины захвата стрельчатых лап. На данный момент производятся 19 размеров лап с шириной захвата 220.445 мм [2, 120].

Ширина крыла, как правило, по длине является не одинаковой величиной и обычно наибольший размер (равен 45.75 мм) имеет ширина возле груди лапы, а наименьший размер - на конце (30.50 мм) [6, 7]. При больших значениях ширины наблюдается выглубление и снижается прочность самой лапы.

Толщина лапы выбирается в зависимости от ряда факторов: глубины обработки, ширины захвата стрельчатой лапы, типа почвы, ширины крыльев и металлургических свойств материала [16, 26]. Лапы отечественных производителей имеют толщину 3.6 мм, а импортных могут доходить до 10 мм [49, 56].

Для изготовления рабочих органов почвообрабатывающих машин российского производства и, в частности, стрельчатых лап, используется сталь 65Г. Рабочие органы иностранного производства изготавливаются чаще всего из среднеуглеродистых сталей с содержанием бора, титана и молибдена.

Проведя анализ исследовательских работ [2, 13, 28, 35], выделяются следующие дефекты стрельчатых лап: износы крыльев на всей длине по ширине, износ носка, появление трещин, погнутости, деформации, нарушение плоскостности. Основным же дефектом лап будут предельные износы крыльев по ширине и износ носка (рисунок 1.2), которые приводят потере работоспособности. Величина этих износов для стрельчатых лап российского производства лежит в пределах 25-35 мм для носка и 12-20 мм ширины крыльев.

Соответственно, основываясь на вышеизложенных исследованиях, можно сделать вывод, что основным показателем предельного состояния стрельчатых лап будет износ носка в линейной плоскости до 30 мм и

13

уменьшение ширины крыльев в середине до 35-40 мм. Режущая кромка лезвия лапы должна иметь максимальную толщину 0,9-1,0 мм. Эта величина не может быть более 0,5 мм, как сказано в некоторых исследованиях [60, 74]. При достижении лапой данных геометрических размеров, происходит нарушение агротехнических показателей на проведение операции культивирования и дальнейшее использование таких рабочих органов должно прекращаться.

Рисунок 1.2 - Изношенная стрельчатая лапа культиватора КПЭ-3,8

(пояснения в тексте)

Работоспособность стрельчатых лап определяется самым важным показателем агротехнических требований - степенью подрезания корней сорняков [80, 100]. Наибольшим влиянием на данный параметр является угол заточки лезвия лапы. Чем больше толщина лезвия и угол заточки, тем меньше происходит подрезание сорных растений. Также происходит снижение глубины при обработке культивированием с увеличением неравномерности движения агрегата по величине заглубления и повышение его тягового сопротивления.

По мере увеличения толщины режущей кромки лезвия до 0,8-1,0 мм и при изменении угла заточки до 20.23° происходит снижение глубины обработки, лапа начинает выглубляться из почвы. Однако дальнейшее

повышение угла заточки и толщины лезвия не приводит к увеличению значения выглубления, тем самым глубина обработки стабилизируется.

Изменение глубины обработки начнется с появлением значительной затылочной фаски на режущей кромке лезвия вследствие повышения величины вертикальной составляющей воздействия почвы, выталкивающей лапу, так как в данном случае величина заглубляющей составляющей силы будет уменьшаться.

Изнашивание стрельчатых лап почвообрабатывающих машин происходит из-за воздействия абразивных частиц, находящихся в почве. Во время контакта лапы с почвой происходит изменение технологических характеристик и геометрических параметров. Интенсивность изнашивания и его характер во многом зависят от типа почвы, ее абразивных свойств, а также от факторов взаимодействия стрельчатой лапы с почвой [6, 29, 36].

Абразивные свойства почвы определяются содержанием в ней кварцевого песка, обладающего высокой твердостью (до 120 ИКС). Соответственно, наибольшую изнашивающую способность будет иметь песчаная почва. По мере изменения типа почв, от супесчаной до глинистой, эта способность будет уменьшаться.

На износ немалую роль играют влажность и кислотность почвы. Как показали исследования, самая низкая изнашивающая способность наблюдается у суглинистых и глинистых почв при абсолютной влажности 14-18 %. При снижении значений влажности от указанных наблюдается увеличение изнашивающей способности с дальнейшим резким снижением. Характеризуя износ на супесчаных почвах, наименьшее его значение будет наблюдаться при влажности 8-10 % [57, 63, 66].

Таким образом, применение стрельчатых лап, имеющих значительный износ при эксплуатации почвообрабатывающих машин ведет к неравномерности глубины обработки и к уменьшению ее величины.

1.2 Способы и технологии повышения ресурса стрельчатых лап

Развитию и совершенствованию способов восстановления и технологий повышения ресурса посвящены работы таких ученых, как Новиков В.С., Михальченков А.М., Сидоров С.А., Лялякин В.П., Фаюршин А.Ф., Лебедев А.Т., Ерохин М.Н., Титов Н.В., Аулов В.Ф., Шахов В.А., Коваленко Е.А. и многие другие исследователи. Основная часть работ посвящена восстановлению и упрочнению стрельчатых лап почвообрабатывающих машин.

Повышение ресурса стрельчатых лап почвообрабатывающих машин добиваются путем упрочнения режущей кромки лезвия. Для проведения упрочнения деталей известно множество способов, среди которых не все адаптированы для применения при восстановлении лап почвообрабатывающих агрегатов, которые выполняют работу в среде усиленного абразивного изнашивания при высоких нагрузках.

Основными способами повышения долговечности стрельчатых лап почвообрабатывающих машин являются (рисунок 1.3) [11, 30, 61, 116]:

- использование износостойких материалов при производстве;

- химико-термическая и термическая обработка материалов стрельчатых лап;

- создание стрельчатых лап, состоящих из нескольких частей;

- нанесение различных типов износостойких материалов.

Некоторые заводы по производству стрельчатых лап

почвообрабатывающих машин стали добавлять компоненты, увеличивающие износостойкие качества рабочих органов орудий [47, 67]. Анализ работ показал, что благоприятное воздействие на износостойкие качества оказывают хром, кремний, ванадий, титан и значительное количество углерода. Используя имеющие данные опытов можно сделать заключение, что износостойкость материала для стрельчатых лап можно повысить на 2045% при возрастании в нем содержания углерода от 1,5 до 2,3%, увеличении

16

количества кремния до 11% и при внесении в структуру по 2% ванадия и хрома. Соответственно, добавление вышеуказанных компонентов приведет к увеличению себестоимости материала, что не всегда является целесообразным [77].

Как показали исследования, применение чугуна [53] при изготовлении стрельчатых лап является неэффективном вследствие небольшой износостойкости и прочности. Из-за этого данный способ не нашел широкого применения.

Способы повышения ресурса стрельчатых лап

Использование из носостойких материалов при производстве

Химико-термическая

и термическая обработка материалов

Электродуговая

Газопламенная

Индукционная

Плазменная

Лазерная

Намораживание

Создание стрельчатых лап, состоящих из нескольких частей

Нанесение различных типов износостойких материалов

Электроимпульсное припекание

Электронапекание порошков

Нанесение керамических материалов

Металлизация

Наплавка твердосплавных материалов

Рисунок 1.3 - Способы повышения ресурса стрельчатых лап почвообрабатывающих машин (пояснения в тексте)

В целях увеличения износостойкости стрельчатых лап почвообрабатывающих агрегатов некоторые производители наладили выпуск керамических рабочих органов, ресурс которых больше ресурса стальных до 10-11 раз. Однако стоимость данных лап достаточно высока. Существенным недостатком таких рабочих органов является хрупкость - при ударах о камни образуются трещины, приводящие к разрушению лап.

Для восстановления и упрочнения лап широко применяется термическая обработка (преимущественно закалка), которая выполняется как на всю толщину лапы, так и для упрочнения только режущей кромки лезвия. Упрочнение рабочей поверхности осуществляется ацетиленокислородной горелкой вдоль режущей кромки стрельчатой лапы. Твердость в результате такой обработки получается равной 60-65 ИКС. В случае обработки на всю толщину детали, применяются токи высокой частоты, которые формируют закаленный слой на глубине 1-2 мм с твердостью не менее 40 ИКС [4, 37, 85, 87].

У стрельчатых лап, упрочненных поверхностной закалкой, в процессе работы наблюдались довольно высокие результаты. Это связано с увеличением твердости поверхностного слоя более 45 ИКС, при которой происходит выравнивание скорости изнашивания основного слоя и поверхностного. При нагреве токами высокой частоты наблюдается незначительное увеличение износостойкости, поэтому данный вид упрочнения не нашел широкого применения из-за значительных затрат на его проведение.

В последнее время широкое распространение получила химико-термическая обработка носка и крыльев стрельчатых лап почвообрабатывающих машин [5, 32]. Массовое применение получило борирование, при использовании которого образуется упрочненная поверхность толщиной до 550 мкм, обладающая повышенной твердостью и существенной износостойкостью.

На данный момент известно о двух технологиях химико-термического

борирования. Первым способом является электролизное борирование [32,

51], суть которого заключается в погружении стрельчатой лапы в

борсодержащий электролит. Основными составляющими являются: бура

Ка2В407 - 56%, борный ангидрид В2О3 - 16%, карбонат калияК2СО3 - 16%,

метасиликат натрия Ка2БЮ3 - 7%, фторцирконат калия ^2^6 - 5%. Процесс

ведется в нагретом расплаве с температурой 850-950°С в течение 1,5-2,5 ч

18

при плотности тока 0,1-0,3 А/см2. В результате данной операции упрочнения твердость поверхности приобретает твердость 58-62 ИКС. Однако применение борирования не нашло широкого применения из-за низкой производительности способа.

Вторая технология заключается в применении токов высокой частоты при скоростном борировании режущей кромки лезвия. При проведении данной операции используется паста, имеющаяся два компонента - карбид бора 84-90% и плавленый флюс 10-16%. Данный состав наносят на режущую кромку лезвия и фиксируют с помощью клеевого состава, состоящего из жидкого стекла или эпоксидного компаунда. Затем приготовленную деталь вносят в поле петлевого индуктора, нагретого до 1350°С и выдерживают в нем 1-1,5 мин. Охлаждение происходит на воздухе, либо, при необходимости проводят объемную закалку, опуская стрельчатую лапу в масло. В таком случае повышение износостойкости будет лежат в интервале от 2 до 4 раз, но тем не менее и этот способ не находит широкого распространения в связи с высокой стоимостью применяемого оборудования и материалов [88, 91, 95].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аристанов Максим Галимжанович, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агеев, Е.В. Получение порошков из отходов твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования, их аттестация и применение для плазменно-порошковой наплавки износостойких покрытий для деталей машин / Е.В. Агеев // дисс. .канд. тех. наук. - Курск, 2005. - 159 с.

2. Ананьев, М.И. Сравнительные исследования напряженно-деформированного состояния стрельчатых лап, выполненных из стали и стеклопластика / М.И. Ананьев, А.В. Ишков, Н.Ф. Карпов // Процессы и машины агроинженерных систем. - Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2020. - №1 (183). - С. 125-134.

3. Анциферов, В.Н. Плазменные, лазерные и пиролитические методы нанесения покрытий / В.Н. Анциферов, И.В. Анциферов, В.А. Васин. - М.; СПб.: Реноме, 2012. - 404 с.

4. Аулов, В.Ф. Получение износостойких композиционных боридных покрытий на стали 65Г при ТВЧ-нагреве / В.Ф. Аулов, В.В. Иванайский, А.В. Ишков и др.// Технология машиностроения. - 2015. - № 2. - С. 30-34.

5. Балан, В.П. Точечное упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин / В.П. Балан, В.Н. Клюенко, В.И. Олисенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1991.- № 2. - С. 4445.

6. Бартенев, И.М. Изнашивающая способность почв и ее влияние на долговечность рабочих органов почвообрабатывающих машин / И.М. Бартенев, Е.В. Поздняков// Лесотехнический журнал. - 2013. - № 3. -С. 114123.

7. Беляев, В.И. Обоснование влияния тягового сопротивления на параметры износа стрельчатых рабочих органов / В.И. Беляев, Н.Т. Кривочуров, В.В. Иванайский, А.С. Шайхудинов, Ю.С. Зыга // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2009. - № 10 (60).-С. 92-95.

8. Бернштейн, Д.Б. Износостойкость лемехов, зонально упрочнённых твёрдыми сплавами / Д.Б. Бернштейн, И.В. Лискин, В.П. Хальков, И.А. Крылова // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1988. - № 9. - С. 32-33.

9. Бирюков, В.П. Повышение износостойкости при лазерной обработке почвообрабатывающих орудий / В.П. Бирюков // Труды ГОСНИТИ. -2011. -Т.107. Ч. 2. - С. 105-106.

10. Бояркина, О.В. Физические методы исследования твердых тел: электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ: учеб. пособие / О. В. Бояркина,М.И. Зотов, В.М. Кяшкин, К.Н. Нишев, Н.А. Панькин. -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2012. - 96 с.

11. Будко, С.И. Методы повышения эффективности упрочнения деталей лемешно-отвальных плужно-дуговой наплавкой твердыми сплавами / С.И. Будко // автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Санкт-Петербург, 2009. -20с.

12. Булычев, С.И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С.И. Булычев, В.П. Алехин. - М.: Машиностроение,1990. - 224 с.

13. Виноградов, В.В. Повышение износостойкости стрельчатых лап почвообрабатывающих орудий карбовибродуговым упрочнением их режущих поверхностей / В.В. Виноградов // дисс. ... канд. техн. наук. - Орел, 2017. - 135 с.

14. Виноградов, В.Н. Механическое изнашивание сталей и сплавов / В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин. - М.: Недра, 1996. - 364 с.

15. Волынцев, А.Б. Формирование дислокационных структур с учетом аннигиляции и размножения дислокаций / А.Б. Волынцев, А.В. Ратт // Вестник Пермского университета. - 2005. - Вып. 1. - С. 3-7.

16. Вострухин, Н.П. Безотвальная обработка почвы в севообороте: научные исследования и практическое применение / Н.П. Вострухин, Н.А. Лукьянюк, И.С. Татур, М.И. Гуляка. - Электрон. дан. - Минск, 2013. - 124 с.

17. Гайдар, С.М. Планирование и анализ эксперимента: учебник /С.М. Гайдар. -М.: Изд-во ФГБНУ «Росинформагротех», 2015. - 548 с.

18. Голубина, С.А. Повышение износостойкости отвалов плугов полуавтоматической вибродуговой наплавкой / С.А. Голубина // дисс. ... канд. техн. наук. - Калуга, 2016 - 131 с.

19. Гольдштейн, М.И.. Металлофизика высокопрочных сплавов / М.И. Гольдштейн, В.С. Литвинов, Б.М. Бронфин. - М.: Металлургия. 1986. - 312 с.

20. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев.- М.: « МИСИС», 2002 - 360 с.

21. ГОСТ Р 52777-2007 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. - М.: Стандартнформ, 2008. - 12 с.

22. ГОСТ Р 53056-2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. - М.: Стандартинформ, 2009. - 24 с.

23. ГОСТ Р 55223-2012.Динамометры. Общие метрологические и технические требования. Технические условия. - М.:Стандартинформ РФ, 2014. - 34 с.

24. Джабборов, Н.И. Эффективность использование техники по топливноэнергетическим затратам /Н.И. Джабборов, В.А. Эвиев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - №4. - С. 26-28.

25. Дьяков, В.П. О физической сущности влияния угла крошения на тяговое сопротивление почвообрабатывающего рабочего органа / В.П. Дьяков, Б.В. Чибисов // Научно-технический бюллетень / ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1987. - Т.3. - С. 28-32.

26. Ерохин, М.Н. Прогнозирование ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин / М.Н. Ерохин, В.С. Новиков, Д.И. Петровский // Сельский механизатор. - 2015. - №11. - С. 6-9.

27. Жудра, А.П. Наплавочные материалы на основе карбидов вольфрама / А.П. Жудра // Автоматическая сварка. - 2014. - № 6/7. - С. 6974.

28. Зайцев, С.А. Повышение износостойкости рабочих поверхностей лап культиватора газопламенным напылением с последующим оплавлением / С.А. Зайцев // дисс. ... канд. техн. наук. - Орел, 2013 - 139 с.

29. Зеньков, С.А. Применение полимерных противоналипающих листов для снижения адгезии грунтов к рабочим органам землеройных машин / С.А. Зеньков, А.С. Козик, О.А. Буйлов // Механики XXI веку. - 2010. - № 9. - С. 112-114.

30. Иванов, В.П. Восстановление и упрочнение деталей. Справочник / В.П. Иванов, В.С. Ивашко, В.М. Константинов, В.П. Лялякин, Ф.И. Пантелеенко; под ред. Д.И. Пантелеенко. - М.: Наука и технологии, 2013. -368 с.

31. Иванова, В.С. Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов / В.С. Иванова, Л.К. Гордиенко, В.Н Геминов и др. - М.: Наука, 1965. - 180 с.

32. Ишков, А.В. Боридные покрытия для почвообрабатывающих органов сельхозтехники: получение, структура и износостойкость в реальных условиях / А.В. Ишков, В.В. Иванайский, Н.М. Мишустин и др. // Труды ГОСНИТИ. - 2012. - Т. 109. - С. 7-11.

33. Калинин, А.Б. Современные культиваторы для почвосберегающих технологий / А.Б. Калинин// Сельскохозяйственные вести. -2003. - № 1 (52). - С. 21-23.

34. Капустин, А.Н. Основы теории и расчета машин для основной и поверхностной обработки почв, посевных машин и машин для внесения удобрений: курс лекций / А.Н. Капустин; Юргинский технологический институт. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. -134 с.

35. Кашфуллин, А.М. Повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин путем нанесения износостойких покрытий дуговой металлизацией / А.М. Кашфуллин // дисс. ... канд. техн. наук. -Пермь, 2017. - 117 с.

36. Кащеев, A.A. Повышение износостойкости деталей почвообрабатывающих машин / A.A. Кащеев, Г.В. Гуднов // Техника в сельском хозяйстве. - 1986. - №6. - С. 57-58.

37. Кисель, Ю.Е. Повышение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электротермической обработкой композиционных электрохимических покрытий / Ю.Е. Кисель // автореферат дис. ... доктора технических наук.- Саратов, 2014. - 37 с.

38. Кинякин, Т.В. Применяемые материалы для плазменной наплавки при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин / Т.В. Кинякин // Наука без границ. - 2017. - №9 (14). - С. 22-27.

39. Князев, А.А. Влияние затылочной фаски культиватора на характер изменения действующих сил / А.А. Князев, А.И. Береговских //Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: сб. науч. тр. /ЧИМЭСХ; отв. ред. Е.И. Ульман). - 1972. - Вып. 57. - С. 214-219.

40. Князьков, К.В. Разработка технологии модифицирования износостойких покрытий системы Ni-Cr-B-Si-Fe/WC в процессе плазменно-порошковой наплавки / К.В. Князьков // дисс. .канд. тех. наук. - Барнаул, 2015. - 125 с.

41. Кормщиков, А.Д. Совершенствование почвообрабатывающих машин для ресурсосберегающих технологий / А.Д. Кормщиков, С.С. Храмцов, А.Ю. Шмагин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2008. - №2. - С. 28-32.

42. Коробов, Ю.С. Основы дуговой металлизации. Физико-химические закономерности / Ю.С. Коробов, В.Н. Бороненков. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2012. - 268 с.

43. Коробов, Ю.С. Эффективность применения активированной дуговой металлизации для нанесения защитных покрытий / Ю.С. Коробов // Сварочное производство. - 2005. - № 2. - С. 47-50.

44. Кравченко, И.Н. Подготовка поверхностей деталей для нанесения упрочняющих покрытий / И.Н. Кравченко, Ю.В. Катаев, В.А. Сиротов, Я.В. Тарлаков // Сельский механизатор. - 2017. - №8. - С.36-38.

45. Крагельский, И.В. Трение и износ /И.В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

46. Кривочуров, Н. Т. Сравнительные исследования износа стрельчатых лап производства АО «АНИТИМ», выполненных из различных конструкционных материалов /Н.Т. Кривочуров, В.В. Иванайский,А.В. Ишков и др. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2018. -№ 11 (169). - С. 99-108.

47. Кряжков, В.М. Перспективные пути повышения качества изготовления сельхозмашин, выпускаемых региональным машиностроением, и соответствие их возросшим экологическим требованиям/ В.М. Кряжков, О.А. Сизов // Экология и сельскохозяйственные технологии: Агроинженерные решения: Т. 1 [Общие экологические аспекты при разработке технологии и технических средств, используемых в сельскохозяйственном производстве]: Мат. 7-й междунар. науч.-практ. конференции (17-19 мая 2011 г.). - СПб.,2011. - С.67-69.

48. Леонович, С.Н. Основы физики твердого тела / С.Н. Леонович, С.И. Петренко. - Минск: БНТУ, 2010. - 340 с.

49. Лебедев, А.Т. Износостойкость рабочих органов почвообрабатывающих машин / Лебедев А.Т., Магомедов Р.А. //Сельский механизатор. - 2011. - № 10. - С. 34-35.

50. Лебедев, А.Т. Надежность и эффективность МТА при выполнении технологических процессов: монография / А.Т. Лебедев, О.П. Наумов, Р.А. Магомедов, А.В. Захарин, П.А. Лебедев, Р.В. Павлюк. - Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. Аграрного ун-та, 2015. - 332 с.

51. Люляков, И.В. Химико-энергетическое обоснование электролизного борирования стальных деталей при ремонте / И.В. Люляков // Вестник

Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. - № 5. - С.46-51.

52. Лялякин, В.П. Состояние и перспектива упрочнения и восстановления деталей почвообрабатывающих машин сварочно-наплавочными методами/ В.П. Лялякин, С.А. Соловьев, В.Ф. Аулов // Труды ГОСНИТИ. - 2014.- Т.115. - С. 96-104.

53. Магомедов, Р.А. Повышение ресурса плужных лемехов формированием износостойкого покрытия на основе чугуна / Р.А. Магомедов // дисс. ... канд. техн. наук. - Зерноград, 2013. - 141 с.

54. Машков, Ю.К. Трибофизика металлов и полимеров: монография / Ю.К. Машков. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. - 240 с.

55. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос, 1980. - 168 с.

56. Михальченков, А.М. Эффективность импортозамещающих технологий изготовления, восстановления и упрочнения деталей почвообрабатывающих орудий способом компенсирующих термоупрочненных элементов / А.М. Михальченков // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2014. - № 11 (119). - С. 17-22.

57. Муха, В.Д. Агропочвоведение / В.Д. Муха, Н.И. Картамышев, Д.В. Муха. - М.: Издательство: КолосС, 2003. -529 с.

58. Мышкин, Н.К. Трибология полимеров: трение, изнашивание, адгезия и фрикционный перенос (обзор) / Н.К. Мышкин, М.И. Петроковец, А.В. Ковалев // Трение и износ. - 2006. - Т.17, № 4. - С. 429-431.

59. Нафиков, М.З. Обоснование технологических процессов и разработка технических средств восстановления автотракторных деталей электроконтактной наплавкой / М.З. Нафиков // дисс. ... док. тех. наук. -Уфа, 2010. - 314 с.

60. Новиков, В.С. Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин / В.С. Новиков // дисс. ... док. тех. наук. -Москва, 2009. - 301 с.

61. Новиков, В.С. Повышение ресурса рабочих органов машин для основной обработки почвы / В.С. Новиков, Д.И. Петровский // Основные направления развития техники и технологий в АПК. VII Всероссийская научно-практическая конференция. - 2016. - С. 288-293.

62. Нотов, Р.А. Исследование работы дисковых сошников сеялки с полимерным покрытием / Р.А. Нотов // Аграрный вестник Урала. - 2013. -№7(113). - С. 33-34.

63. Огрызков, Е.П. Агротехнологические основы абразивного изнашивания лезвий лемехов / Е.П. Огрызков, В.Е. Огрызков, П.В. Огрызков //Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 2002. - № 11. - С. 44-45.

64. Ожегов, Н.М. Исследования методов упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин и разработка автоматической установки для нанесения на них упрочняющих покрытий / Н.М. Ожегов, А.В. Добринов, В.А. Ружьев // Современные наукоемкие технологии. - 2017. - № 3. - С. 2831.

65. Орлов, А.Н. Границы зерен в металлах / А.Н. Орлов, В.Н. Перевезенцев, В.В. Рыбин. - М.: Металлургия, 1980. - 156 с.

66. Орлов, Б.Н. Оценка интенсивности изнашивания рабочих органов почвообрабатывающих машин / Б.Н. Орлов, В.А. Евграфов //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2000. - №4. - С. 14-16.

67. Орлов, П.В. Применение нанотехнологии в производстве высокоресурсных почвообрабатывающих органов сельскохозяйственной техники / П.В. Орлов, П.Б. Гринберг, К.Н. Полещенко, Е.Е. Тарасов // Вестник Омского университета. - 2012 - № 2 (64) - С. 245-248.

68. Патент № 2738126 С1 РФ МПК В23Р 6/00, А01В 15/04, В23К 9/04. Способ восстановления и упрочнения стрельчатых лап почвообрабатывающих машин / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов,

144

Е.М. Асманкин, Ю.А. Ушаков, И.А. Рахимжанова. Заявка: № 2020120313, 15.06.2020. Опубликовано 08.12.2020, Бюл. №34.

69. Патент №2535123 РФ МПК С23 С8/74. Способ упрочнения лезвий рабочих органов машин / Н.В. Титов, Н.Н. Литовченко, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев, В.В. Виноградов Заявка:2013111230/02, 12.03.2013. Бюл. №34.

70. Патент №2675208 РФ МПК ввШ 3/56 Установка для исследования износа деталей машин / В.А. Шахов, М.Г. Аристнов, П.Г. Учкин. Заявка №2017142891, 07.12.2017. Опубликовано: 17.1.2018, Бюл. №35

71. Патент на полезную модель № 200702 РФ МПК В23К 37/04, В23К 10/00, В23К 9/04. Установка для плазменной наплавки стрельчатых лап сельскохозяйственных машин / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов, А.П. Козловцев, Д.М. Дмитриев. Заявка № 2020120383, 15.06.2020. Опубликовано 06.11.2020, Бюл. №31.

72. Перепелкина, С.Ю. Методика исследования трибологических характеристик материалов на машине трения / С.Ю. Перепелкина, П.П. Коваленко, Р.В. Печенко, К.А. Нуждин // Изв. Вузов. Приборостроение. -2016. - Т.59 - № 8. - С. 636-640.

73. Пузряков, А.А. Исследование и разработка плазменных технологий для повышения работоспособности машин и агрегатов бытовой техники и жилищно-коммунального хозяйства / А.А. Пузряков // дисс. .канд. тех. наук. - Москва, 2005. - 157 с.

74. Ружьев, В.А. Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин с учетом экологических требований / В.А. Ружьев, Н.М. Ожегов, Д.А. Капошко // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2015. - № 38. - С. 254-259.

75. Рыбакова, Л.М. Металловедение в науке о трении и изнашивании/ Л.М. Рыбакова, Л.И. Куксенкова // МИТОМ. - 1985. -№5. - С. 16-23.

76. Савельев, Ю.А. Теоретическое обоснование тягового сопротивления батарей ножевых дисков/ Ю.А. Савельев, П.А. Ишкин, Ю.М.

Добрынин // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. № 3. - С. 26-29.

77. Савиных, А.С. Влияние содержания кобальта на прочностные свойства керамики на основе карбида вольфрама при динамических нагрузках / А.С. Савиных, K. Mandel, С.В. Разоренов, L. Kruger // Журнал технической физики. - 2018. - том 88, вып. 3. - С. 368-373.

78. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография /С.А. Салтыков.

- М.: Металлургия, 1976. - 270 с.

79. Самсонов, Г. В. Карбиды вольфрама / Г.В. Самсонов, В.Н. Витрянюк, Ф.И. Чаплыгин. - Киев: Наук. думка,1974. - 127 с.

80. Санкина, О.В. Упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин / О.В. Санкина, И.Н. Бадин // Достижения науки и техники АПК. -2010. - №10. - С. 69-70.

81. Сапунов, С.В. Материаловедение: учебное пособие / С.В. Сапунов.

- СПб.: Лань, 2015. - 202 с.

82. Севернев, М.М. Износ и коррозия сельскохозяйственных машин / М.М. Севернев, Н.Н. Подлекарев, В.Ш. Сохадзе, В.О. Китиков -Минск: Беларус. навука, 2011. - 333 с.

83. Серов, Н.В. Упрочнение плоских рабочих органов сельскохозяйственной техники электроконтактной пайкой металлической ленты / Н.В. Серов // дисс. ... канд. техн. наук. - Москва, 2017. - 170 с.

84. Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. - М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

85. Соловьев, С.А. Технология восстановления лемеха плуга фирмы Lemken / С.А. Соловьев, В.А. Шахов, М.Г. Аристанов // Труды ГОСНИТИ. -2013. - Т. 113. - С. 245-248.

86. Соловьев, С.А. Влияние расположения стрельчатых лап культиваторов посевных комплексов на их износ / С.А. Соловьев, И.В. Козарез, С.А. Феськов // Тракторы и сельхозмашины. - 2015. - № 11. - С. 4042.

87. Теория сварочных процессов: Учеб. для вузов по спец. «Оборуд. и технология сварочн. пр-ва» / В.Н. Волченко, В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В. Фролова. - М.: Высшая школа, 1988. - 559 с.

88. Теплых, А.М. Поверхностное упрочнение низкоуглеродистой стали с использованием технологии вневакуумной электронно-лучевой наплавки боросодержащих порошков / А.М. Теплых // дисс. ... канд. техн. наук. -Новосибирск, 2011. - 180 с.

89. Технология ремонта машин/Е.А. Пучин и др; под. ред. Е. А. Пучина. - М.: КолосС, 2007. - 488 с.

90. Титов, Н.В. Исследование технического состояния стрельчатых лап посевного комплекса John Deere, упрочненных карбовибродуговым методом / Н.В. Титов, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев и др. // Техника и оборудование для села. - 2015. - №5. - С. 30-32.

91. Ткачев, В.Н. Износ и долговечность рабочих органов почвообрабатывающих машин / В.Н. Ткачев. - М.: Машиностроение, 1964. -167 с.

92. Токушев, Ж.Е. Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы / Ж.Е. Токушев // дисс. ... док. техн. наук. - Москва, 2003. - 284 с.

93. Трошков, А.С. Модифицирование структуры наплавленного металла нанодисперсными карбидами вольфрама / А.С. Трошков // Ползуновский альманах. - 2009. - №2. - С. 72-75.

94. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев.-М.: Металлургия, 1982. - 626 с.

95. Учкин, П.Г. Обоснование технологии восстановления долот глубокорыхлителей плазменной наплавкой / П.Г. Учкин // дисс. ... канд. техн. наук. - Оренбург, 2019. - 180 с.

96. Фархшатов, М.Н. Анализ перерезающей способности зернистого лезвия лап культиваторов [Текст] / М.Н. Фархшатов, А.Ф. Фаюршин, А.П. Павлов // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2008. - № 10. - С. 35-38.

97. Фаюршин, А.Ф. Совершенствование технологии упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин / А.Ф. Фаюршин, Р.Ф. Масягутов // Вестник БГАУ. - 2018. - №3. - С. 108-113.

98. Феськов, С.А. Разработка технологии восстановления стрельчатых лап культиваторов для высева семян зерновых культур по подготовленной почве / С.А. Феськов // дисс. ... канд. техн. наук. - Брянск, 2018. - 172 с.

99. Хайлис, Г.А. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г.А. Хайлис, М.М. Ковалев. - М.: Колос, 1994. - 169 с.

100. Халанский, В.М. Сельскохозяйственные машины / В.М. Халанский, И.В. Горбачев. - М.: Колос, 2004. - 624 с.

101. Хамский, Е.В. Кристаллизация в химической промышленности / Е.В. Хамский. - М.: Химия, 1969. - 344 с.

102. Хирт, Дж. Теория дислокаций / Дж. Хирт, И. Лоте. - М.: Атомиздат, 1972. - 599 с.

103. Худоёров, А.Н. Комбинированный агрегат для минимальной обработки / А.Н. Худоёров // Техника в сельском хозяйстве. -2009. - №6. -С.56-57.

104. Цеснек, Л.С. Механика и микрофизика истирания поверхностей / Л.С. Цеснек. - М.: Машиностроение, 1979. - 264 с.

105. Черновол, М.И. Технологические основы восстановления деталей сельскохозяйственной техники композиционными покрытиями / М.И. Черновол // дис. ... докт. техн. наук. - Кировоград, 1992. - 436 с.

106.Чернышова, Т.А. Границы зерен в металле сварных соединений / Т.А. Чернышова. - М.: Наука, 1986. - 408 с.

107. Шайхудинов, А.С. Повышение стабильности работы стрельчатых лап(на примере сеялки СЗС-2,1) / А.С. Шайхудинов // дисс. ... канд. техн. наук. - Бийск, 2009. - 160 с.

108. Шамшур, А.С. Дислокационная модель возникновения круговых термотоков при трении скольжения / А.С. Шамшур // Машиностроение и приборостроение. - 1974. - № 6. - С. 29-31.

109.Шахов, В.А. Надежность культиватора Smaragd Lemken в условиях Оренбургской области / В.А. Шахов, М.Г. Аристанов // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2009. - № S10-2. - С. 166168.

110.Шахов, В.А. Повышение долговечности лемехов плугов фирмы LEMKEN / В.А. Шахов, М.Г. Аристанов, А.А. Аверкиев, В.И. Квашенников // Известия Оренбургского ГАУ. - 2012. - №2 (34) - С. 57-59.

111. Шахов, В.А. Технология восстановления рабочих органов культиватора Smaragd LEMKEN / В.А. Шахов, М.Г. Аристанов, Е.П. Ларионов, К.И. Колесников // Труды ГОСНИТИ. - 2010. - Т. 105. - С. 218222.

112. Шахов, В.А. Производственные испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин, восстановленных плазменной наплавкой / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов, В.А. Смелик, А.И. Ряднов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2021. -№ 6(92). - С. 162-167.

113. Шахов, В.А. Технология формирования дендритно-ячеистой структуры наплавленного металла при восстановлении стрельчатых лап почвообрабатывающих машин / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов, А.А. Панявкин, А.С. Кизуров // Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: материалы национальной с международным участием научно -практической конференции, посвященной 70-летнему юбилею инженерного

факультета ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, Оренбург, 04 февраля 2021 года. - Оренбург: ООО «Типография «Агентство Пресса», 2021. - С. 52-57.

114. Шахов, В.А. Технология восстановления и упрочнения рабочих органов глубокорыхлителей / В.А. Шахов, П.Г. Учкин // Материалы международного конгресса «Повышение конкурентоспособности Российской сельскохозяйственной продукции на внутренних и внешних рынках». - СПб: Экспофорум, 2017. - С. 222-223.

115. Шахов, В.А. Методика проведения лабораторных исследований процесса плазменной наплавки / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов, В.С. Коляда, В.А. Смелик // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2020. - № 6(86). - С. 144-149.

116. Шахов, В.А. Классификация способов повышения ресурса стрельчатых лап почвообрабатывающих машин / В.А. Шахов, П.Г. Учкин, М.Г. Аристанов Ю.А. Ушаков, В.С. Коляда // Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: материалы национальной с международным участием научно-практической конференции, посвященной 70-летнему юбилею инженерного факультета ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, Оренбург, 04 февраля 2021 года. - Оренбург: ООО «Типография «Агентство Пресса», 2021. - С. 61-66.

117. Шевченко, О.И. Управление структурой, составом и свойствами покрытий при плазменной наплавке за счет технологических воздействий / О.И. Шевченко // дисс. ... док. тех. наук. - Екатеринбург, 2006. - 347 с.

118. Шпилько, А.В. Методы определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М.: Минсельхозпрод РФ; Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства, 1998.

119. Юркевич, Н.П. Дислокации и их влияние на механические свойства твердых тел / Н.П. Юркевич, С.И. Петренко.- Минск: БНТУ, 2011. -19 с.

120.Gassen, J.R.F. Specific resistance to tractionin the operation of simultaneous chiseling of the soil layers / J.R.F. Gassen, A. dos S. Alonfo, U.B. Baumhardt, M.P. Belle, G.J. Bonotto // Revista Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental. - 2014. -T.18, Vol. 1.P. 116-124.

121.Liu, J. Optimization of Structural Parameters of Subsoiler Based on Soil Disturbance and Traction Resistance / J. Liu, X. Wang, H. Li,J . He, Q. Wang, W. Li // Nongye Jixie Xuebao /Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. - 2017. - T. 48, Vol. 2. - P. 60-67.

122. Mamatov, F. Traction resistance of soil submersibility type "paraplau" / F. Mamatov, I. Ergashev, S. Ochilov, X. Pardaev // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. - 2020. -T.12, Vol. 7. - P. 2154-2160.

123. Merchandise, H. Plasmatechnologie - Grundagen und Anwendung / H. Marchandise // DVC. - Berichte 8. - Dusseldorf, 1970. - P. 166.

124. Osman, A.N. An oscillating and non-oscillating subsoiler shanks and their influence on traction resistance and soil properties / A.N. Osman, D.X. Zhang, R. Zhang, X. Li //American Society of Agricultural and Biological Engineers Annual International Meeting 2013, ASABE 2013. - 2013. -T. 4. -P.3077-3083.

125. Tong, J. Reduction of soil adhesion and traction resistance of ridged bionic press rollers / J. Tong, Q. Zhang, Y. Chang, D. Chen, W. Dong, L. Zhang // Nongye Jixie Xuebao / Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. - 2014. -T.45, Vol. 4. -P. 135-140.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Значения критерия Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95

I г I г I г I г

1 12,71 9 2,26 17 2,11 25 2,06

2 4,30 10 2,23 18 2,10 26 2,06

3 3,18 11 2,20 19 2,09 27 2,05

4 2,78 12 2,18 20 2,09 28 2,05

5 2,57 13 2,16 21 2,08 29 2,05

6 2,45 14 2,14 22 2,07 30 2,04

7 2,37 15 2,13 23 2,07 40 2,02

8 2,30 16 2,12 24 2,06 60 2,00

Значения критерия Кохрена при доверительной вероятности Р = 0,95

N I = к -

1 2 3 4

2 0,999 0,998 0,939 0,906

3 0,967 0,871 0,798 0,746

4 0,907 0,768 0,684 0,628

5 0,841 0,684 0,598 0,544

6 0,781 0,616 0,532 0,480

7 0,727 0,561 0,480 0,431

8 0,680 0,516 0,438 0,391

9 0,639 0,478 0,403 0,358

10 0,602 0,445 0,373 0,331

12 0,541 0,392 0,326 0,288

15 0,471 0,335 0,276 0,242

20 0,389 0,271 0,221 0,191

Результаты исследования покрытий, полученных плазменной наплавкой порошков с содержанием карбида вольфрама и

стали 65Г

№ образца Режимы наплавки Твердость, НЯС Химический состав наплавленного слоя, % по объему Структура плотность дислокаций, см-2 ^ф отношение — коэффициент трения /

Ун, м/ч WС % I, А Бе С WC Сг Мо N1 W Мп Б Р О Н N А1 исходная р при трении р1 а —эинэшонхо

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

1 4,5 50 170 70,1 31,20 3,78 49,5 10,6 0,8 0,07 0,72 0,11 0,42 0,12 0,15 0,20 0,11 0,22 2 дендрит 6,21012 36,58 106 5,910-6 0,589 0,35

2 4,5 50 180 71,5 31,70 3,71 49,0 10,6 0,9 0,09 0,72 0,10 0,42 0,11 0,12 0,21 0,11 0,21 2 денд-яч 6,5 • 1012 31,21106 4,810-6 0,462 0,32

3 4,5 50 190 72,4 31,22 3,70 48,7 10,6 0,8 0,08 0,70 0,10 0,40 0,10 0,10 0,20 0,10 0,20 2 денд-яч 6,61012 25,08 106 3,810-6 0,366 0,29

4 4,5 50 200 73,2 31,06 3,75 48,9 10,5 0,8 0,08 0,70 0,10 0,40 0,10 0,11 0,20 0,10 0,20 2 денд-яч 6,91012 19,28 • 106 2,810-6 0,269 0,25

5 4,5 45 210 70,8 31,76 3,74 44,8 10,7 0,8 0,08 0,73 0,12 0,43 0,13 0,14 0,20 0,13 0,24 2 ячеистая 6,71012 42,78 106 6,4 10-6 0,615 0,37

6 4,5 50 210 71,5 31,65 3,74 49,3 10,5 0,8 0,08 0,69 0,10 0,41 0,11 0,12 0,19 0,10 0,21 2 ячеистая 6,81012 42,70 106 6,3 10-6 0,604 0,37

7 63 дендрит 5,91012 25,37-106 4,3 10-6 0,414 0,41

Данные опытов по определению тягового сопротивления стрельчатых лап

культиватора КПЭ-3,8 в почвенном канале

№ опыта Коэффициент трения Скорость движения, км/ч Угол крошения, ° Тяговое сопротивление, кН

1 2 3 4 5

1 0,25 4 10 0,95

2 0,25 4 12 0,9

3 0,25 4 14 0,89

4 0,25 4 16 0,88

5 0,25 4 18 0,92

6 0,25 4 20 0,98

7 0,25 5 10 0,91

8 0,25 5 12 0,89

9 0,25 5 14 0,88

10 0,25 5 16 0,85

11 0,25 5 18 0,87

12 0,25 5 20 0,89

13 0,25 6 10 0,85

14 0,25 6 12 0,84

15 0,25 6 14 0,81

16 0,25 6 16 0,8

17 0,25 6 18 0,83

18 0,25 6 20 0,85

19 0,25 7 10 0,8

20 0,25 7 12 0,78

21 0,25 7 14 0,77

22 0,25 7 16 0,75

23 0,25 7 18 0,79

24 0,25 7 20 0,82

25 0,25 8 10 0,98

26 0,25 8 12 0,95

27 0,25 8 14 0,93

28 0,25 8 16 0,9

29 0,25 8 18 0,93

30 0,25 8 20 0,98

31 0,25 9 10 1,03

32 0,25 9 12 0,99

33 0,25 9 14 0,98

34 0,25 9 16 0,95

35 0,25 9 18 0,97

36 0,25 9 20 0,99

37 0,29 4 10 1,03

38 0,29 4 12 0,98

1 2 3 4 5

39 0,29 4 14 0,97

40 0,29 4 16 0,96

41 0,29 4 18 1

42 0,29 4 20 1,06

43 0,29 5 10 0,99

44 0,29 5 12 0,97

45 0,29 5 14 0,96

46 0,29 5 16 0,93

47 0,29 5 18 0,95

48 0,29 5 20 0,97

49 0,29 6 10 0,93

50 0,29 6 12 0,92

51 0,29 6 14 0,89

52 0,29 6 16 0,88

53 0,29 6 18 0,91

54 0,29 6 20 0,93

55 0,29 7 10 0,88

56 0,29 7 12 0,86

57 0,29 7 14 0,85

58 0,29 7 16 0,83

59 0,29 7 18 0,87

60 0,29 7 20 0,9

61 0,29 8 10 1,06

62 0,29 8 12 1,03

63 0,29 8 14 1,01

64 0,29 8 16 0,98

65 0,29 8 18 1,01

66 0,29 8 20 1,06

67 0,29 9 10 1,11

68 0,29 9 12 1,07

69 0,29 9 14 1,06

70 0,29 9 16 1,03

71 0,29 9 18 1,05

72 0,29 9 20 1,07

73 0,32 4 10 1,1

74 0,32 4 12 1,05

75 0,32 4 14 1,04

76 0,32 4 16 1,03

77 0,32 4 18 1,07

78 0,32 4 20 1,13

79 0,32 5 10 1,06

80 0,32 5 12 1,04

81 0,32 5 14 1,03

82 0,32 5 16 1

83 0,32 5 18 1,02

84 0,32 5 20 1,04

1 2 3 4 5

85 0,32 6 10 1

86 0,32 6 12 0,99

87 0,32 6 14 0,96

88 0,32 6 16 0,95

89 0,32 6 18 0,98

90 0,32 6 20 1

91 0,32 7 10 0,95

92 0,32 7 12 0,93

93 0,32 7 14 0,92

94 0,32 7 16 0,9

95 0,32 7 18 0,94

96 0,32 7 20 0,97

97 0,32 8 10 1,13

98 0,32 8 12 1,1

99 0,32 8 14 1,08

100 0,32 8 16 1,05

101 0,32 8 18 1,08

102 0,32 8 20 1,13

103 0,32 9 10 1,18

104 0,32 9 12 1,14

105 0,32 9 14 1,13

106 0,32 9 16 1,1

107 0,32 9 18 1,12

108 0,32 9 20 1,14

109 0,35 4 10 1,21

110 0,35 4 12 1,16

111 0,35 4 14 1,15

112 0,35 4 16 1,14

113 0,35 4 18 1,18

114 0,35 4 20 1,24

115 0,35 5 10 1,17

116 0,35 5 12 1,15

117 0,35 5 14 1,14

118 0,35 5 16 1,11

119 0,35 5 18 1,13

120 0,35 5 20 1,15

121 0,35 6 10 1,11

122 0,35 6 12 1,1

123 0,35 6 14 1,07

124 0,35 6 16 1,06

125 0,35 6 18 1,09

126 0,35 6 20 1,11

127 0,35 7 10 1,06

128 0,35 7 12 1,04

129 0,35 7 14 1,03

130 0,35 7 16 1,01

131 0,35 7 18 1,05

1 2 3 4 5

132 0,35 7 20 1,08

133 0,35 8 10 1,24

134 0,35 8 12 1,21

135 0,35 8 14 1,19

136 0,35 8 16 1,16

137 0,35 8 18 1,19

138 0,35 8 20 1,24

139 0,35 9 10 1,29

140 0,35 9 12 1,25

141 0,35 9 14 1,24

142 0,35 9 16 1,21

143 0,35 9 18 1,23

144 0,35 9 20 1,25

145 0,37 4 10 1,3

146 0,37 4 12 1,25

147 0,37 4 14 1,24

148 0,37 4 16 1,23

149 0,37 4 18 1,27

150 0,37 4 20 1,33

151 0,37 5 10 1,26

152 0,37 5 12 1,24

153 0,37 5 14 1,23

154 0,37 5 16 1,2

155 0,37 5 18 1,22

156 0,37 5 20 1,24

157 0,37 6 10 1,2

158 0,37 6 12 1,19

159 0,37 6 14 1,16

160 0,37 6 16 1,15

161 0,37 6 18 1,18

162 0,37 6 20 1,2

163 0,37 7 10 1,15

164 0,37 7 12 1,13

165 0,37 7 14 1,12

166 0,37 7 16 1,1

167 0,37 7 18 1,14

168 0,37 7 20 1,17

169 0,37 8 10 1,33

170 0,37 8 12 1,3

171 0,37 8 14 1,28

172 0,37 8 16 1,25

173 0,37 8 18 1,28

174 0,37 8 20 1,33

175 0,37 9 10 1,38

176 0,37 9 12 1,34

177 0,37 9 14 1,33

178 0,37 9 16 1,3

1 2 3 4 5

179 0,37 9 18 1,32

180 0,37 9 20 1,34

181 0,41 4 10 1,42

182 0,41 4 12 1,37

183 0,41 4 14 1,36

184 0,41 4 16 1,35

185 0,41 4 18 1,39

186 0,41 4 20 1,45

187 0,41 5 10 1,38

188 0,41 5 12 1,36

189 0,41 5 14 1,35

190 0,41 5 16 1,32

191 0,41 5 18 1,34

192 0,41 5 20 1,36

193 0,41 6 10 1,32

194 0,41 6 12 1,31

195 0,41 6 14 1,28

196 0,41 6 16 1,27

197 0,41 6 18 1,3

198 0,41 6 20 1,32

199 0,41 7 10 1,27

200 0,41 7 12 1,25

201 0,41 7 14 1,24

202 0,41 7 16 1,22

203 0,41 7 18 1,26

204 0,41 7 20 1,29

205 0,41 8 10 1,45

206 0,41 8 12 1,42

207 0,41 8 14 1,4

208 0,41 8 16 1,37

209 0,41 8 18 1,4

210 0,41 8 20 1,45

211 0,41 9 10 1,5

212 0,41 9 12 1,46

213 0,41 9 14 1,45

214 0,41 9 16 1,42

215 0,41 9 18 1,44

216 0,41 9 20 1,46

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Таблица значений критерия Фишера ^ критерия)при доверительной

вероятности Р = 0,95

А

р 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15

1 161.45 199.50 215.71 224.58 230.16 233.99 236.77 238.88 240.54 241.88 245.95