WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Новиков Владимир Савельевич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ долговечности

рабочих органов

почвообрабатывающих машин

Специальность 05.20.03 – технологии и средства

технического обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» (ФГОУ ВПО МГАУ)

Научный консультант –        доктор технических наук, профессор,

академик РАСХН

ЕРОХИН Михаил Никитьевич

Официальные оппоненты:        доктор технических наук, профессор

Голубев Иван Григорьевич

доктор технических наук, профессор

Михальченков Александр Михайлович

доктор технических наук

Сидоров Сергей Алексеевич

Ведущее предприятие –        ФГОУ ВПО «Российский

государственный аграрный университет

заочного образования»

Защита состоится «___» _____________ 200___ г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 ФГОУ ВПО МГАУ по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16а, корпус 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан «___» ___________ 200___ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук,

профессор                                                                        Левшин А.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Основным средством производства в сельском хозяйстве является почва. С целью создания благоприятных условий для роста и развития культурных растений в ней проводится ее механическая обработка: вспашка, глубокое рыхление, лущение, фрезерование, культивация, боронование, прикатывание. Качество обработки почвы, энергетические расходы и общие затраты на обработку в значительной мере определяются конструкционными параметрами и состоянием рабочих органов. На совершенствование рабочих органов особое внимание обращал и В.П. Горячкин. Он писал: «Теория всякого орудия должна отвечать на два вопроса: 1) какую форму должны иметь рабочие части орудия для наиболее совершенной по качеству работы; 2) каковы должны быть размеры и расположение всех составных частей (работающих и неработающих) орудия для наиболее удобного управления им при возможно малой затрате усилия».

Рабочие органы почвообрабатывающих машин эксплуатируются в абразивной почвенной среде и интенсивно изнашиваются, изменяя свою форму и размеры, поэтому их приходится часто заменять или ремонтировать. Особенно это относится к лемешному плугу, с помощью которого выполняется, по словам В.П. Горячкина, «… самая важная, самая тяжелая и самая непроизводительная из всех сельскохозяйственных работ».

В настоящее время для основной обработки почвы – пахоты используются рабочие органы, конструкционные параметры которых были разработаны 40…50 лет назад. И если в 60-х годах прошлого века скорости вспашки не превышали 5 км/ч, сегодня они достигают 8…10 км/ч. Учитывая, что к настоящему времени значительно возросла масса уборочных машин, что повлекло за собой повышение уплотняемости почв, нагрузки на рабочие органы пахотных агрегатов выросли примерно в 4 раза, хотя сами рабочие органы не изменились ни конструкционно, ни материаловедчески.

Многочисленные испытания серийных рабочих органов лемешных плугов показывают, что средняя наработка на отказ долотообразных лемехов П-702 в зависимости от видов почв и их физического состояния колеблется от 5 до 20 га, грудей отвалов – от 10 до 100 га, крыльев отвала – от 40 до 270 га, полевых досок – от 20 до 60 га. Ограниченный ресурс имеют рабочие органы и других почвообрабатывающих машин: диски лущильников и дисковых борон – 8…20 га, лапы культиваторов –  7…18 га.

Все это свидетельствует о том, что долговечность рабочих органов почвообрабатывающих машин крайне не достаточна. В связи с этим исследования, направленные на повышение их ресурса, особенно плуга, являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.

Работа выполнялась в рамках реализации государственных контрактов с Министерством сельского хозяйства РФ №1479/26 от 11.10.2002 г. и №732/13 от 27.06.2004 г.

Цель работы. Исследование закономерностей изменения износостойкости различных материалов в зависимости от их химического состава, физического состояния и условий абразивного изнашивания, разработка методик расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин, на примере деталей плужного корпуса, на прочность и долговечность при изнашивании, методов и технологий повышения их ресурса.

Объектами исследования являются детали плужного корпуса – лемех, отвал, полевая доска, процессы их взаимодействия с почвой, а также материалы для их изготовления и упрочнения – стали, чугуны, наплавочные, керамические, композиционные материалы.

Предмет исследования. Установление зависимостей между материаловедческими, конструкционными, технологическими параметрами деталей рабочих органов и их работоспособностью и долговечностью.

Общая методика исследований включает следующие вопросы: анализ физико-механических и технологических свойств почв и их влияние на характер изнашивания деталей рабочих органов плуга; теоретические исследования процесса абразивного изнашивания и разработка на этой основе рабочей гипотезы о факторах, влияющих на интенсивность изнашивания; экспериментальные исследования в лабораторных условиях износостойкости материалов, которые используются или могут найти применение для изготовления и упрочнения рабочих органов, в т.ч. сталей, наплавочных материалов, износостойких чугунов, технической керамики; сравнительные эксплуатационные испытания существующих и опытных рабочих органов, разработанных на базе оптимальных материаловедческих, конструкционных и технологических параметров; внедрение в производство методов и технологий повышения ресурса рабочих органов и оценка экономической эффективности их применения.

Научную новизну диссертации составляет теоретическое обоснование прочностных свойств и износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин в различных почвенных средах и разработка комплексного подхода к их формированию для условий статических и динамических нагрузок с учетом материаловедческих, конструкционных, фрикционных и экономических аспектов.

Практическую ценность исследования составляют:

  1. Классификация почв по их относительной изнашиваемости;
  2. Аналитические выражения для определения:
  • относительной износостойкости сталей и наплавочных материалов;
  • долговечности рабочих органов по их изнашиваемости;
  1. Материаловедческие, конструкционные и технологические параметры лемехов плуга общего назначения;
  2. Технологии упрочнения лемеха, отвала (груди отвала) и полевой доски с применением:
  • методов наплавки (ручной дуговой, плазменной, индукционной);
  • пластин и брусков из износостойкого белого чугуна марки ИБЧ300Х9Ф6;
  • пластин и конусных наставок из износостойкой стали Х12;
  • пластин из корундовой керамики марок ТК-Г, Лунат-2, Б-11;
  • композиционного покрытия из клея ВК-36 и корундовых зерен размером 0,001, 0,05 и 0,1 мм.

Реализация результатов исследования.

Технологический процесс изготовления и упрочнения деталей плужного корпуса внедрен в производство в ООО «ТАИР» г. Дубна, ОАО «Луховицкая сельхозтехника» Московской области. Материалы исследований включены в учебный процесс в сельскохозяйственных вузах РФ при подготовке специалистов по направлению «Агроинженерия».

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:

  • ежегодных научно-практических конференциях, в т.ч. международных, проводимых МГАУ им. В.П. Горячкина в течение 1998…2008 гг.;
  • международной научно-практической конференции «Научные проблемы и перспективы развития ремонта, технического обслуживания машин и восстановления деталей», г. Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 2005 г.

Опытные высокоресурсные детали рабочих органов представлялись на ВВЦ в 2004 и 2005 гг.

Публикации.

Основные результаты исследований опубликованы в 34 работах общим объемом около 30 п.л., в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций – 7, патентах на изобретения – 4, в отчетах о научно-исследовательских работах – 3.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, библиографии использованных литературных источников (224 наименования). Работа содержит 315 стр. машинописного текста, включая 93 рисунка, 43 таблицы, 5 приложений.

На защиту выносятся:

  1. Теоретическое обоснование основных направлений обеспечения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин: материаловедческого, конструкционного и технологического.
  2. Результаты исследований относительной износостойкости различных марок сталей, наплавочных материалов, износостойкого чугуна, технической керамики.
  3. Классификация почв по их относительной изнашивающей способности.
  4. Материаловедческие и конструкционные параметры лемехов для обработки почв различного гранулометрического состава.
  5. Аналитические выражения для определения:
  • износа и долговечности рабочих органов;
  • относительной износостойкости сталей и наплавочных материалов в зависимости от их химического состава и твердости;
  • условий равностойкости различных участков рабочих органов с целью эффективного использования основного материала;
  • ударной вязкости, которой должен обладать лемех плуга с целью его сохранности от излома при столкновении с препятствием (уплотненная почва, камень и др.).
  1. Методика выбора оптимальной марки стали для изготовления рабочих органов по критерию минимума стоимостной оценки износостойкости.
  2. Использование частичного залипания наиболее изнашиваемых участков рабочей поверхности рабочего органа как метода повышения его ресурса и экономическое обоснование применения этого метода.
  3. Технологии повышения ресурса лемеха, отвала (груди отвала), полевой доски наплавкой износостойкого материала, применением упрочняющих пластин из износостойкого чугуна, износостойкой стали Х12, технической керамики, а также композиционного покрытия.

Содержание работы

Глава 1. Состояние проблемы. Анализ характера и интенсивности изнашивания деталей рабочих органов плуга. Цель и задачи исследования.

Большой вклад в изучение вопросов изнашивания рабочих  органов почвообрабатывающих машин и разработки мер по повышению их работоспособности и долговечности внесли следующие ученые: Бернштейн Д.Б., Бойков В.М., Бурченко П.М., Винокуров В.Н., Виноградов В.Н., Голубев И.Г., Ермолов Л.С., Ерохин М.Н., Краснощеков Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Львов П.Н., Михальченков А.М., Ниловский И.Л., Огрызков Е.П., Панов И.М., Пронин А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернев М.М., Сидоров С.А., Синеоков Г.Н., Тененбаум М.М., Хрущов М.М. и многие другие ученые.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин работают в почве, которая представляет собой трехфазную дисперсную среду, состоящую из твердых, жидких и газообразных частиц, раздробленных и перемешанных между собой.

Состав, агрегатное состояние и физико-механические свойства почвы в значительной мере определяют ее изнашивающую способность. Наибольшее влияние на изнашивающую способность почвы оказывает ее механический состав.

Механические элементы разных почв отличаются не только по размерам, процентному содержанию, но и по минералогическому составу, что определяет их различие по разнообразным свойствам.

Основными агентами износа рабочих органов являются твердые  (HV 7…11 ГПа) минеральные частицы кварца и гранита, составляющие примерно 36,6…70,8% почвы. Затем по степени распространения идут полевой шпат, слюда и другие минералы (HV 6…7,2 ГПа).

Большая часть частиц имеет округлую форму, но также присутствуют и частицы, имеющие острые грани и выступы, способные деформировать и изнашивать контактные поверхности деталей рабочих органов. Эти минералы, особенно кварц, являются основной составной частью большинства песчаных почв, чем и объясняется их высокая изнашивающая способность. Меньшей твердостью обладают частицы пород, образующих глинистые почвы, поэтому интенсивность изнашивания рабочих органов на суглинистых и глинистых почвах ниже, чем на песчаных.

а)

в)

б)

Рисунок 1 Характеристика участков лемеха (а), отвала (б) и полевой доски (в) по интенсивности изнашивания.

В связи со значительными различиями почв по их изнашивающей способности, интенсивность изнашивания деталей рабочих органов на различных почвах будет значительно отличаться. Учитывая также, что давление почвы на различных участках рабочих поверхностей разное, они изнашиваются не равномерно (рис. 1).

Наиболее интенсивно изнашиваются: у лемеха – носок 1 (рис. 1, а), у отвала – полевой обрез и участок 1 (рис. 1, б), у полевой доски – задняя  часть 1 (рис. 1, в) по толщине и снизу вверх. Кроме физического износа, лемех часто выбраковывается в результате излома и изгиба. В зависимости от состояния почв, их уплотненности и засорения камнями и другими элементами, потери лемехов от этих причин достигают от 10 до 40 процентов.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи.

  1. В материаловедческом направлении:
    • исследовать и разработать классификацию относительной изнашивающей способности почв в зависимости от их гранулометрического состава;
    • разработать аналитическое выражение зависимости износа деталей плужного корпуса – лемеха, отвала и полевой доски – от наработки, изнашивающей способности почв и износостойкости материалов;
    • исследовать и разработать математические модели зависимости относительной износостойкости углеродистых и легированных сталей, материалов износостойких наплавок от их химического состава и твердости;
    • исследовать прочностные параметры деталей рабочих органов в зависимости от характера упрочнения – наплавкой или закреплением упрочняющих пластин на наиболее изнашиваемых участках деталей;
    • исследовать относительную износостойкость керамических материалов, износостойких белых чугунов, имеющих различный химический состав и физико-механические свойства, выбрать наиболее перспективные из них для упрочнения деталей рабочих органов плуга и разработать конструктивное исполнение упрочняющих пластин;
    • разработать методику выбора материалов для изготовления и упрочнения деталей рабочих органов по критериям стоимостной оценки износостойкости, ударной вязкости и прочности;
    • разработать технологии упрочнения деталей плужного корпуса методами наплавки, а также закрепления на наиболее изнашиваемых участках износостойких керамических, чугунных и стальных пластин.
  1. В направлении повышения конструкционной износостойкости:
    • разработать методику обоснования равностойкости деталей рабочих органов;
    • обосновать рациональные углы заточки и наклона лезвия лемеха к дну борозды.
  1. В технологическом направлении:
    • теоретически и экспериментально исследовать и экономически обосновать целесообразность искусственного залипания наиболее изнашиваемых участков рабочих органов с целью защиты их от изнашивания.
  1. Провести сравнительные эксплуатационные испытания опытных деталей рабочих органов.
  2. Определить экономическую эффективность применения высокоресурсных деталей рабочих органов плуга.

Глава 2. Научные основы повышения долговечности деталей рабочих органов плуга.

Материаловедческое направление.

Исходя из современных представлений о видах изнашивания, рабочие органы почвообрабатывающих машин подвергаются следующим видам изнашивания:

  • абразивному – в результате режущего или царапающего действия твердых тел или частиц;
  • усталостному – в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя при трении скольжения или качения;
  • окислительному – в результате химической реакции материала с кислородом или окисляющей окружающей средой и микропластической деформации поверхностного слоя.

Интенсивность износа зависит от режимов изнашивания, изнашивающей способности почвы и свойств изнашиваемой поверхности. При этом обычно полагают, что изнашивающая способность почвы изменяется прямо пропорционально изменению давления абразива, а относительная износостойкость материала остается величиной постоянной.

Фактически, как показывают экспериментальные данные, с повышением давления относительная изнашивающая способность абразива повышается в более быстром темпе, чем растет давление. Относительная износостойкость материала также повышается.

Это обстоятельство можно объяснить тем, что при малых давлениях острота зерен абразива при микрорезании как относительно мягких, так и относительно твердых материалов, теряется достаточно медленно, поэтому износ обусловлен в основном усталостным разрушением материала. Относительная износостойкость материалов мало отличается друг от друга.

При значительных давлениях острота зерен при микрорезании трудноизнашиваемых материалов теряется значительно быстрее, чем при микрорезании легкоизнашиваемых, поэтому, хотя в целом при увеличении давления интенсивность изнашивания как тех, так и других материалов повышается, однако темп ее повышения при износе трудноизнашиваемых материалов значительно меньше, чем у легкоизнашиваемых, поэтому относительная износостойкость трудноизнашиваемых материалов повышается.

Эти положения легли в основу при прогнозировании динамики износа и долговечности рабочих органов.

Введено понятие эталонного изнашивания образца материала эталонным абразивом в эталонных условиях.

В качестве эталонного абразива приняты частицы кварца размером 0,16…0,32 мкм, относительной влажностью 1 %, относительная изнашивающая способность которого mэт=1. В качестве эталонного материала принят образец из стали 45 твердостью HRВ 90 (HB 180), относительная износостойкость которого эт=1. За эталонные условия изнашивания приняты следующие:

  • давление абразива на изнашиваемую поверхность pэт=0,1 МПа;
  • скорость перемещения абразивных частиц относительно образца vотн.эт=1 км/ч;
  • поверхность трения образца Sэт=1 см;
  • время изнашивания tэт=1 ч.

Так как износ пропорционален изнашивающей способности абразива (почвы), давлению, пути трения, площади трения и обратно пропорционален относительной износостойкости образца (материала), то износ этого образца в весовом измерении Wэт, г будет составлять:

                       (1)

где к – коэффициент пропорциональности, г/МПа·км·см2.

Коэффициент пропорциональности определяется из отношения износа, полученного при эталонных условиях, к эталонным параметрам и представляет собой интенсивность изнашивания эталонного образца в эталонных условиях:

                       (2)

При испытании эталонного образца из стали 45 твердостью НRВ 90 на аппарате ИМ-01 конструкции ВИСХОМа в эталонных условиях установлено, что износ образца в течение одного часа составил Wэт =0,0125 г, а  к=0,125 г/МПа·км·см2.

Так как закономерность изменения изнашивающей способности абразива (почвы) и относительной износостойкости материала от давления различны, введем в формулу 1 эталонного износа поправочные коэффициенты 1 и 2 , учитывающие соответственно изменение изнашивающей способности почвы и относительной износостойкости материала в зависимости от давления p. Тогда износ другого материала в общем случае при других условиях изнашивания будет равен:

- в весовом измерении:

,                         (3)

в линейном измерении:

                        (4)

где W – весовой износ, г; h – линейный износ, см; mэт – относительная изнашивающая способность почвы по гранулометрическому составу при эталонном давлении абразива; эт – относительная износостойкость материала детали при эталонном давлении абразива (почвы); р – давление почвы (абразива) на наиболее изнашиваемом участке рабочего органа, МПа; t – время работы рабочего органа, ч; – плотность материала изнашиваемой детали (образца), г/см3; η1 – коэффициент, учитывающий изменение изнашивающей способности почвы в зависимости от давления абразива; η2 – коэффициент, учитывающий изменение относительной износостойкости материала в зависимости от давления абразива; S – поверхность трения, см2.

Интенсивность износа определяется по формуле:

                        (5)

или

                       (6)

Приняв для удобства расчетов S=1 см2 и зная предельный износ наиболее изнашиваемого участка рабочего органа, можно определить долговечность его по формуле:

                                (7)

где Т – долговечность рабочего органа, га; hпр – предельный износ рабочего органа на наиболее изнашиваемом участке, см; п – поступательная скорость движения рабочего органа плуга, км/ч; – отношение скорости перемещения пласта почвы по рабочей поверхности к поступательной скорости рабочего органа; А – производительность плужного корпуса, га/ч.

Учитывая, что нагрузка и интенсивность изнашивания носовой части лемеха в значительной мере отличается от нагрузки и интенсивности изнашивания лезвийной части, долговечность лемеха определяется по двум критериям – износу носовой части и износу лезвийной части.

Износ носовой части определяется разностью (Н-Нпр), лезвийной части – (h-hпр) или (а-в) (рис. 2).

Рисунок 2. Выбраковочные параметры лемеха:

Н, Нпр – начальная и предельная высота носка лемеха, см;

h, hпр – начальная и предельная ширина лезвийной части лемеха, см;

в, а – начальная и предельная толщина лезвия, см;

– угол заточки лезвия, градус;

– угол наклона лезвия к дну борозды, градус.

Долговечность лемеха по износу носовой части определяется по формуле:

                                (8)

где        Тн – долговечность, га; 0,016 – отношение /к, (г·МПа·км)/см; pн – давление на носке лемеха, МПа.

Долговечность лемеха по износу лезвийной части определяется соответственно по формуле:

                               (9)

где h-hпр – предельный износ по ширине лезвийной части, см; pл – давление на лезвийной части лемеха, МПа.

В большинстве случаев лемехи выбраковываются не по износу лезвийной части по ширине, а по предельной толщине лезвия.

Долговечность лемеха по предельной толщине лезвия лезвийной части определяется по формуле:

                       (10)

где а – предельная толщина лезвия лемеха для данных условий вспашки, см; в – начальная толщина лезвия нового лемеха, см; – угол заточки лемеха.

При двухслойном лезвии лемеха относительную износостойкость его можно определить по формуле:

,                                         (11)

где с – относительная износостойкость двухслойного лемеха;

1 и 2 – относительная износостойкость материала соответственно первого и второго слоя; в1 и в2 – толщина соответственно первого и второго слоя, мм.

Предельная толщина лезвия лемеха может быть определена по эмпирическому уравнению:

                               (12)

где а – предельная толщина лезвия лемеха, мм; x – абсолютная  влажность почвы, в процентах.

Расчет долговечности отвала производится по участку с максимальной скоростью изнашивания до образования сквозного отверстия на рабочей поверхности, либо в результате износа полевого обреза до обнажения башмака.

На песчаных, супесчаных и легких суглинистых почвах расчет долговечности проводится по первому критерию, т.е. до образования сквозного отверстия, на глинистых и тяжелых суглинистых почвах – по износу полевого обреза.

Уравнение долговечности однородного отвала при износе до сквозного отверстия:

                               (13)

Уравнение долговечности по износу полевого обреза отвала:

                               (14)

где То – долговечность отвала, га; hо – толщина однородного отвала, см; d – расстояние от нижней грани заточки полевого обреза до башмака плужного корпуса, см; p0 – давление в наиболее изнашиваемой зоне отвала, МПа.

Наиболее изнашиваемым участком полевой доски является ее задняя часть (рис. 3).

Рисунок 3. Предельные параметры полевой доски:

H и Hпр – начальная и предельная ширина доски в ее задней части, мм.

Предельная ширина доски Hпр, при достижении которой она, как правило, деформируется и заменяется, для различных типов почв (по Каплуну Г.П.) составляют:

Hпр =6,8…7,0 см – для тяжелых глинистых почв;

Hпр =5,8…6,0 см – для средне и легкосуглинистых почв;

Hпр =4,5…5,5 см – для супесчаных и песчаных почв.

Уравнение долговечности полевой доски:

                               (15)

где Тд – долговечность доски, га; pд – давление на заднем участке доски, МПа.

Максимальные давления, действующие на носке лемеха pн , на лезвии лемеха pл , в наиболее изнашиваемых зонах отвала pо и полевой доски pд (МПа) определяются по следующим эмпирическим зависимостям:

               (16)

               (17)

                               (18)

                               (19)

где п – скорость движения плуга, км/ч; – угол наклона лемеха к дну борозды, градусов; В – твердость почвы, МПа.

Значение принимаются следующими:

  • при расчете долговечности лицевой поверхности лемеха и отвала =0,646;
  • при расчете долговечности носка, лезвийной части лемеха и полевой доски =1.

Повышение относительной износостойкости сталей, связанное с увеличением в их составе углерода и легирующих элементов, определяет и цену этих сталей. Поэтому, при выборе марки стали для изготовления рабочих органов необходимо учитывать фактор стоимости.

В связи с тем, что в настоящее время цены на материалы не стабильны и зависят от многих факторов, в т.ч. от завода-изготовителя, коммерческой организации, объема поставки и др., целесообразно оперировать их не конкретными, а относительными величинами. В качестве эталона, так же, как при характеристике износостойкости, был принят листовой прокат стали 45 толщиной 8…12 мм. Относительная цена этой стали принята за единицу.

Критерием выбора оптимальной марки стали для изготовления рабочих органов по параметру износостойкости принято минимальное значение относительной износостойкости, которое определяется из выражения:

                               (20)

где Cu – относительная стоимостная оценка износостойкости; ОЦ – относительная цена стали.

Технологическое направление повышения долговечности рабочих органов основано на защите участков лицевой поверхности, подверженных наиболее интенсивному абразивному изнашиванию, путем нанесения на нее композиционного материала, коэффициент трения которого с почвой равен или несколько превышает коэффициент трения почвы о почву, создавая на этом участке эффект залипания поверхности и защищая ее таким образом от абразивного изнашивания.

Подобран такой материал, который обеспечивает создание тонкого почвенного слоя на наиболее изнашиваемых участках рабочих органов при обработке песчаных, супесчаных и легких суглинистых почв. Таким материалом является клеевая композиция на основе клеевой пленки ВК-36 и корундового порошка. Порошок представляет собой смесь корундовых зерен при соотношении размеров зерна: 0,1 мм – 50%, 0,05 мм – 30% и 0,001 мм – 20%. Удельный вес корунда в композиции составляет 60 процентов.

При влажности супесчаной и песчаной почв в пределах 12…16 %, коэффициент трения почвы о клеевую композицию примерно равен коэффициенту трения почвы о почву, обеспечивая, таким образом, легкое залипание поверхности, покрытой этой композицией и защищая ее от изнашивания. Коэффициент трения почвы о клеевую композицию в этом случае составляет fК=0,50…0,60, а коэффициент трения почва-сталь в этом случае был бы fс=0,48…0,50.

Учитывая, что максимальной изнашивающей способностью обладают почвы, абсолютная влажность которых составляет 12…16 %, именно такой композиционный состав целесообразно наносить на изнашиваемую поверхность для ее защиты путем частичного залипания.

Так как коэффициент трения почвы по поверхности, покрытой клеевой композицией, увеличивается по сравнению с коэффициентом трения почва-сталь, общая сила трения рабочего органа возрастает пропорционально площади покрытия. Таким образом, залипание рабочей поверхности влечет за собой увеличение его сопротивления в процессе вспашки. Потери в этом случае будут формироваться в виде повышения расхода топлива на вспашку.

Можно предположить, что расход топлива при вспашке обычным плужным корпусом и плужным корпусом с частично залипающими лемехом и отвалом будет изменяться пропорционально относительной разности их сил трения F0, которая определяется по формуле:

               (21)

где FТР – сила трения на поверхности рабочего органа с композиционным покрытием; FмТР –  сила трения на поверхности рабочего органа без композиционного покрытия; u – отношение площади покрытия к общей площади поверхности рабочего органа, контактирующего с почвой; f1 – коэффициент трения скольжения почвы о почву; f2 – коэффициент трения скольжения почвы по металлу; Р1 – среднее удельное давление пласта почвы на участке залипания, МПа; Р2 – среднее удельное давление пласта почвы на участке трения по металлу, МПА.

Такой метод защиты от изнашивания будет эффективным, если будет выполнено условие:

Э = М – З > 0,                                        (22)

где Э – экономическая эффективность применения технологии залипания наиболее изнашиваемого участка рабочего органа, р/га; З – затраты, связанные с увеличением расхода топлива, р/га; М – экономия, полученная за счет повышения ресурса рабочих органов и снижения затрат на их замену, р/га.

Затраты, связанные с увеличением расхода топлива можно определить по формуле:

                                       (23)

где qе – удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт·ч; N – номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт.; ЦТ – цена 1 кг топлива, р.; Q – производительность пахотного агрегата, га/ч.

Экономия, полученная за счет повышения ресурса рабочих органов определяется по формуле:

                               (24)

где Цд1 и Цд2 – соответственно цена рабочего органа без композиционного покрытия и с композиционным покрытием, р.; П – затраты на замену рабочего органа, р.; Т1 и Т2 – соответственно ресурс рабочего органа без композиционного покрытия и с покрытием, га.

Конструкционное направление повышения долговечности деталей, в общем случае, связано с такими характеристиками их работы как:

  • обеспечение равномерного изнашивания деталей за счет равностойкости любых участков их рабочих поверхностей и повышения на этой основе эффективности использования материала рабочего органа;
  • придание деталям рабочих органов таких форм, при которых значительный износ не вызовет изменения служебных характеристик, в результате чего повышается срок службы деталей без снижения работоспособности.

Достигнуть равностойкости рабочего органа, например носка и лезвийной части лемеха, можно путем повышения износостойкости его носовой части наплавкой на нее износостойкого сплава или другим методом.

Требуемую относительную износостойкость носка лемеха получим из соотношения долговечностей носовой и лезвийной частей лемеха. Они должны быть равны, т.е.:

,                                (25)

где – предельный износ по высоте носовой части и ширине лезвийной части лемеха, мм; н, л – относительная износостойкость соответственно носовой и лезвийной частей лемеха; – поправочные коэффициенты к относительной износостойкости материала носовой и лезвийной частей в зависимости от давления; рн, рл – давление почвы соответственно на носок и на лезвие.

Откуда:

,                                        (26)

Работоспособное состояние лемеха зависит от толщины его лезвия. Предельный объем изнашивания лезвийной части характеризует длительность работоспособного состояния лемеха. Оно будет тем больше, чем меньше угол заточки. Как показывают расчеты, изменив угол заточки лезвия лемеха с =30 (рис. 2) на =10 и приняв начальную толщину лезвия 2 мм, потенциальный объем допустимого изнашивания может быть увеличен в 3 раза до достижения предельной толщины лезвия по сравнению с лезвием, заточенным на угол =30.

Однако уменьшение угла заточки снижает его прочность. Особенно это важно для носовой части, которая испытывает значительные изгибающие нагрузки. В связи с этим целесообразно на носовой части лемеха или на его долоте угол заточки сохранять в пределах 25…30 °, как и определено техническими требованиями к серийному лемеху П-702 с целью обеспечения прочности носка. У лезвийной части угол заточки следует устанавливать в пределах 8…10 °, а начальную толщину лезвия «в» устанавливать в пределах 2,0…2,5 мм вместо 1 мм, как у серийного, на всей длине лемеха.

Кроме того, целесообразно толщину носовой части принимать несколько больше по сравнению с лезвийной частью для обеспечения прочности лемеха.

Угол наклона лезвия к дну борозды тоже влияет на остроту лезвия. Чем меньше этот угол, тем меньше стабилизированный угол наклона затылочной фаски. Таким образом, угол заострения в процессе изнашивания лемеха будет тем меньше, чем меньше угол заточки, а так же чем меньше угол наклона лезвия к дну борозды.

В то же время известно, что с уменьшением угла наклона лемеха к дну борозды снижается способность лемеха к заглублению. Достаточным для нормального заглубления лемеха считается =25…30° практически для любых условий вспашки при твердости почв до 4…5 МПа.

Таким образом, если выполнить лемех пространственно изогнутым, с углом наклона носка =25…30° и углом заточки его =25…30°, а лезвие – с углом наклона =25…15° и углом заточки =8…10°, получим оптимальную конструкцию, сочетающую хорошую заглубляемость лемеха и тонкое, прочное лезвие, обеспечивающее длительную работоспособность.

На рисунке 4 представлены возможные конструкции таких лемехов для отечественных плугов, долотообразного и трапециевидного с изменяющейся шириной.

Лемехи для трех-четырехкорпусных плугов рекомендуется изготавливать из листовой стали марок 40ХС, 40Х толщиной 10 мм, для пяти- девятикорпусных плугов – из листовой стали  тех же марок толщиной 12 мм. При этом лезвийную часть целесообразно делать толщиной 8-9 мм.

Носки лемехов затачиваются под углом 25-30°, а лезвие, на расстоянии примерно 400 мм – под углом 8-100. После заточки лезвийная часть изгибается таким образом, чтобы в рабочем положении лезвие в сечении I-I имело угол =300, в сечении II-II – 250, в сечении III-III – 200, IV-IV – 150.

Рисунок 4. Конструкции лемехов для отечественных плугов с изменяющимися углом наклона к дну борозды и различными углами заточки на носовой и лезвийной частях:

а – долотообразный; б – трапециевидный с переменной шириной

Глава 3. Методика экспериментальных исследований.

Исследования износостойкости материалов проводились на приборе ИМ-01 при трении вращающегося ролика из эластичного полимерного материала о поверхность исследуемого образца через прослойку абразивных частиц кварца или корунда размером 0,16…0,32 мм.

Исследования изнашивающей способности почв проводились также на приборе ИМ-01. Эталонный образец из стали 45 (HRB 90) изнашивался абразивной смесью из глины (размер частиц 0,01 – 0,001 мм) и песка (размер частиц 1,0 – 0,05 мм) в различных соотношениях.

Оценку прочности упрочненных наплавкой износостойкого сплава и пластиной из чугуна или стали образцов производили путем приложения сосредоточенной нагрузки  на машине ИМЧ-30 как со стороны упрочнения, так и с противоположной стороны, до разрушения.

Исследования прочности клеевых и паяных соединений проводили на разрывной машине МР-0,5, позволяющей проводить испытания на растяжение и сжатие и измерять величину нагрузки с погрешностью не более 1% от измеряемой величины.

Исследования коэффициента трения керамики и композиционного покрытия о почву проводили на приборе В.А. Желиговского.

Экспериментальные исследования по определению влияния конструкционных параметров на тяговое сопротивление проводились в почвенном канале ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина. Общее сопротивление лемеха определяли путем записи показаний со шкалы динамометра.

Для проверки работоспособности серийных и опытных деталей рабочих органов (лемеха, груди отвала, полевой доски) проводили их эксплуатационные испытания на полях Центральной МИС (г. Солнечногорск Московской обл.), Владимирской МИС (г. Покров Владимирской обл.), а также в хозяйствах Московской, Калужской, Курской, Тамбовской и Брянской областей.

Глава 4. Результаты исследования износостойкости материалов и изнашивающей способности почв.

Износостойкость сталей. На основании проведенного анализа применения сталей для изготовления и упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин как в отечественной практике, так и за рубежом, для проведения исследовательских работ были выбраны следующие марки сталей: 45, 65Г, Л53, 40Х, Х12, 30ХГСА, ШХ15, Х12МФ, 4Х5В2ФС, ХГ, ХВГ.

Результаты испытаний их относительной износостойкости представлены в таблице 1.

Анализ результатов испытаний этих сталей показывает, что их износостойкость зависит как от содержания углерода, так и состава легирующих добавок, и, прежде всего, от их соотношений. Высоколегированные, но малоуглеродистые стали обладают меньшей износостойкостью, чем менее легированные, но содержащие большее количество углерода.

Таблица 1. Зависимость относительной износостойкости сталей

от химического состава и твердости

(абразив – кварцевые зерна размером 0,16…0,32 мм; давление – 0,33 МПа)

п/п

Марка

стали

Химический состав, %

Твердость,

HRC

Относительная износостойкость,

C

Si

Mn

Cr

Прочие

1

45

0,45

0,25

0,67

0,14

HRB 90

1,0

2

45

0,45

0,25

0,67

0,14

45

1,4

3

Л53

0,47

0,25

0,67

0,14

47

1,7

4

65Г

0,65

0,25

1,0

0,14

Ni-0,20

Cu-0,18

52

1,9

5

40Х

0,40

0,27

0,65

1,0

Ni-0,21

55

2,7

6

30ХГСА

0,30

1,0

1,0

1,0

55

2,5

7

Х12

2,12

0,38

0,37

11,8

W-0,04

60

4,6

8

ШХ15

1,05

0,28

0,30

1,43

W-1,38

50

3,1

9

4Х5В2ФС

0,4

1,0

0,35

1,5

W-1,9

V-0,7

Cu-0,25

52

2,5

10

Х12МФ

1,5

0,25

0,3

12,0

Mo-0,5

V-0,2

Cu-0,25

56

3,3

11

ХГ

1,51

0,27

0,53

1,45

52

2,7

12

ХВГ

1,06

0,28

0,85

1,02

W-1,3

51

3,0

Основное влияние на износостойкость сталей в условиях абразивного изнашивания оказывает содержание в них углерода, хрома, а также их твердость. Для указанных параметров получено корреляционное уравнение зависимости относительной износостойкости сталей, которое имеет вид:

=0,24Х1+0,07Х2+0,11Х3-3,54,                                (27)

где – относительная износостойкость стали при давлении P=0,33 МПа; Х1 – содержание углерода, в процентах; Х2 – содержание хрома, в процентах; Х3 – твердость, в единицах HRC.

Износостойкость наплавочных материалов. Для определения относительной износостойкости наплавочных материалов были испытаны твердые сплавы, наплавленные на образцы из стали 3 с помощью электродуговой, плазменной и индукционной наплавок (табл. 2). Образцы закаливались при температуре 830С в масло с последующим отпуском при 200…220С.

Таблица 2. Зависимость относительной износостойкости

наплавочных материалов от химического состава и твердости

(абразив – кварцевые зерна размером 0,16…0,32 мм, давление 0,33 МПа)

№ п/п

Марка материала

Вид наплавки

Химический состав

Твердость, НRC

Относительная износостойкость

С

Cr

Si

Mn

Ni

B

Mo

W

Прочие

1

Сталь 45

1

2

ЦН-12М

Дуговая

0,13

16,3

4,1

4,0

7,9

-

5,7

-

Nb–0,8

47

2,5

3

ОЗН-6

Дуговая

1,0

4,4

3,7

2,6

-

0,9

-

-

-

48

2,4

4

ОЗШ-3

Дуговая

0,4

9,9

1,9

0,5

-

-

-

-

-

50

2,9

5

Т-590

Дуговая

3,2

25,0

2,2

1,2

-

1,0

-

-

-

57

4,1

6

ОЗИ-3

Дуговая

0,8

3,6

0,4

0,5

-

-

4,0

1,4

V-1,0

50

3,3

7

ОЗН-7М

Дуговая

0,7

4,1

1,4

0,4

2,0

0,5

-

-

V – 0,6

51

3,0

8

ОЗИ-6

Дуговая

1,1

4,3

1,5

0,6

-

-

7,5

2,2

V-1,3, Ti-0,2, Al-0,25

58

6,3

9

ЭН-60М

Дуговая

0,8

2,7

1,0

0,9

-

-

0,9

-

Тi – 0,1

53

3,6

10

ОЗН-400М

Дуговая

0,13

-

1,7

3,5

-

-

-

-

-

44

1,7

11

ФБХ-6-2

Плазменная

4,5

35,0

2,1

2,5

-

1,7

-

-

-

57

4,9

12

ПГ УСЧ 30

Индукционная

3,9

48,0

3,3

1,5

3,0

-

0,2

-

-

54

3,6

13

ПГ УСЧ 31

Индукционная

4,7

41,0

2,2

-

1,3

-

1,5

-

-

52

3,3

Как видно, относительная износостойкость испытанных наплавочных материалов изменяется в пределах от 1,7 (ОЗН-400М) до 6,3 (ОЗИ-6).

Аналитическое выражение корреляционной зависимости относительной износостойкости наплавочных материалов от содержания отдельных элементов и твердости имеет вид:

=0,018Х1 + 0,0023Х2 + 0,15Х4 + 0,076Х5 + 0,3Х6 + 0,4Х7 + 0,21Х3 – 7,47,  (28)

где Х4 – содержание бора, %; Х5 – содержание молибдена, %; Х6 – содержание вольфрама, %; Х7 – содержание титана, %. Остальные значения те же, что и в уравнении 28.

Наибольшее влияние на износостойкость наплавок оказывает содержание бора, вольфрама и титана, а также твердость.

Износостойкость белых чугунов. Износостойкость чугунов определяется прежде всего состоянием углерода в них. В графитизированных чугунах (сером, ковком, высокопрочном) весь углерод находится в свободном состоянии в виде графита, в белом – весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (Fe3C), в половинчатых – соответственно часть углерода в свободном состоянии, другая часть - в связанном.

Основной структурной особенностью износостойких белых чугунов (ИБЧ) является наличие достаточно большого количества высокотвердых карбидов (легированного цементита и специальных карбидов), обеспечивающих их высокую износостойкость в условиях абразивного изнашивания.

В таблице 3 представлены результаты испытаний относительной износостойкости белых износостойких чугунов.

Таблица 3. Зависимость относительной износостойкости

белых износостойких чугунов от химического состава и твердости

(абразив – корундовая шкурка зернистостью 40, давление 0,3 МПа).

Сплав

Химический состав

белых износостойких чугунов

Твердость

после термообработки

Относительная износостойкость,

C

Si

Mn

Cr

V

Al

1

3,23

0,79

1,98

9,85

6,12

0,14

64

9,5

2

3,44

0,73

2,16

8,87

6,47

0,19

65

10,2

3

3,58

0,84

2,20

9,50

6,02

0,16

68

13,6

4

3,21

0,90

1,91

9,28

6,09

0,12

64

8,8

5

3,49

0,83

2,06

9,55

6,52

0,10

66

11,8

Как видно из результатов испытаний, относительная износостойкость белых износостойких чугунов существенно выше по сравнению с высоколегированной сталью и наплавочными материалами.

Сравнительная износостойкость керамических материалов. В последние годы в различных отраслях народного хозяйства большое внимание уделяется применению технической керамики. Высокие коррозионно- и термостойкость в сочетании с высокой прочностью и износостойкостью во многих случаях делает эти материалы конкурентоспособными с лучшими представителями металлов и сплавов.

В рамках проведенных исследований на абразивную износостойкость было испытано более 30 видов керамических материалов, отличающихся химическим составом, режимами и способами получения.

Из полученных данных (таблица 4) видно, что наибольшую относительную износостойкость имеет твердый сплав ВК8, содержащий 92% карбида вольфрама и 8% кобальта. Сплав ВК8 намного превосходит по износостойкости остальные материалы.

Наиболее доступная, как с точки зрения технологии, так и стоимости, керамика на основе оксида алюминия . При ее обжиге при температуре не менее 1700°С она обладает относительной износостойкостью на уровне твердосплавных наплавок и составляет в пределах 1,37…3,91.

Зависимость относительной износостойкости материалов и относительной изнашивающей способности почв от давления.

Для исследования таких зависимостей были проведены испытания относительной износостойкости различных материалов при давлениях абразива 0,08…0,49 МПа.

В результате проведенных исследований установлено, что испытанные материалы имеют различную интенсивность изнашивания при изменении действующих давлений. Например, изнашиваемость сталей 45 твердостью HRB 90 и Х12 твердостью HRC 60 при давлении абразива 0,08 МПа отличаются примерно в 2 раза и составляют соответственно 0,007 г/ч и 0,003 г/ч. Относительная износостойкость стали Х12 =2,3.

Таблица 4. Результаты лабораторных испытаний

керамических материалов на абразивное изнашивание, прибор ИМ-01

(абразив – корунд 0,16…0,32 мм, давление на образец 0,33 МПа).

п/п

Марка и химический состав

Темпера-тура обжига, °С

Плотность, г/см3

Микротвердость, ГПа

Относительная износостойкость,

Сталь 45 (эталон)

-

7,80

НRВ90

1

А1203-76%, ZrO2-20%, (Лунат-1)

1450

3,80

16

2,28

А120 з-98,8%, (НТК-2)

1520

3,70

16..17

1,37

А120 з-99,3%, MgO - 0,5 %, (ТК-Г)

1700

3,90

19...20

3,91

WC - 92 %, Со - 8 %, (ВК8)

14,5

17

150,57

А1203-95% и 5 % добавок (Лунат-2)

1500

3,70

16...17

3,81

Б-11

-

3,76

87HRA

3,72

А120 з-99,2%, ZrO2-0,3%,

Сг2О3-0,3% (К-1)

1700

3,95

2,90

А1203 (газостат)

-

3,92

-

3,49

SiC

2000

3,08

25

6,50

А1203-98% («Диранокс 975», Англия)

3,79

3,06

А1203-98% (22 ХС)

-

3,79

-

3,03

Si3N4 (горячепрессованный)

1900

3,14

17

35,21

Si3N4+Al203 (5...7%) спеченный

1900

3,18

17

10,08

SiC самосвязанный

2000

3,03

25

13,90

При увеличении давления до 0,49 МПа (в 6 раз) интенсивность изнашивания стали 45 возросла более чем в 10 раз и составила 0,075г/ч, а стали Х12 – в 6 раз и составила 0,0187г/ч. Таким образом, относительная износостойкость стали Х12 с изменением давления от 0,08 МПа до 0,49 МПа возросла в 1,7 раза и составила =4,02.

Для учета влияния давления на относительную износостойкость материала, предлагается вводить поправочный коэффициент 2, который определяется по эмпирическому уравнению:

,                                        (29)

2= 1,75р + 0,825,                                        (30)

где р – относительная износостойкость материала при давлении абразива р, МПа; эт – относительная износостойкость материала при эталонном давлении рэт=0,1 МПа.

Изнашивающая способность почв также не является величиной постоянной и однозначной.

При неизменном механическом составе и влажности абразивной среды, а также постоянных свойствах изнашиваемых деталей интенсивность изнашивания зависит главным образом от давления абразива.

Для учета влияния давления на изнашивающую способность почв, вводится поправочный коэффициент 1, который определяется по эмпирическому уравнению:

                                       

1 = 9,50р + 0,04,                                        (31)

где mр – относительная изнашивающая способность почвы при давлении p; р – давление абразива, МПа.

В таблице 5 представлены результаты исследований относительной изнашивающей способности почв по фракционному составу.

Таблица 5. Относительная и абсолютная изнашивающая способность почв

по фракционному составу (эталон – кварц, давление – 0,1 МПа)

Тип почвы

Среднее содержание, %

Относительная изнашивающая способность, mэт

Интенсивность изнашивания стали Л53 при р = 0,1 МПа, мм/га

песка

глины

Песчаная

95

5

0,87

0,33

Супесчаная

85

15

0,62

0,24

Суглинистая (легкая)

75

25

0,42

0,16

Суглинистая (средняя)

65

35

0,32

0,12

Суглинистая (тяжелая)

50

50

0,22

0,08

Глинистая (легкая)

35

65

0,15

0,06

Глинистая (средняя)

25

75

0,10

0,04

Глинистая (тяжелая)

10

90

0,06

0,02

Кварцевые частицы

1,0

0,38

Глава 5. Повышение долговечности лемеха по показателям прочности. Выбор марки стали для изготовления лемеха.

Кроме физического изнашивания, детали плужного корпуса, особенно лемехи, испытывают значительные нагрузки, приводящие к изгибу и поломкам. Как показывает анализ выбракованных по этим причинам лемехов, примерно 60% из них теряется по причине излома, и около 40% – по причине деформаций (изгиба). Поэтому большое значение приобретают вопросы, связанные с выбором материала, а также режимов термообработки при их изготовлении с точки зрения обеспечения прочности.

При наезде плужного корпуса на препятствия в виде камней, почвенных уплотнений нагрузка на лемех «толчкообразно» возрастает за время 0,04…0,1 с в 10 и более раз по сравнению со средним ее значением при нормальной пахоте. Особенностью таких нагрузок является то, что многие материалы, которые при статическом действии нагрузок оказывались пластичными, при действии ударных нагрузок, т.е. нагрузок чрезвычайно малой продолжительности, работают как хрупкие.

Пахотный агрегат в составе трактора и плуга при наезде последнего на препятствие следует рассматривать как единое тело, обладающее определенной кинетической энергией, определяемой по известной формуле:

  ,                                        (32)

где ma – масса агрегата (трактора и плуга), кг; Va – линейная скорость агрегата, м/с.

Указанная энергия, при столкновении корпуса плуга с препятствием, расходуется на его деформацию, т.е. представляет собой разрушающую энергию.

В общем случае свойство материала сопротивляться действию ударных нагрузок называется ударной вязкостью материала. Ударная вязкость стали зависит от ее химического состава и режимов термообработки – температуры закалки и последующего отпуска.

Можно предположить, что разрушающая энергия для детали в ее опасном сечении при ударной нагрузке может быть определена из выражения:

                                       (33)

где Wр – энергия, необходимая для разрушения детали, Дж; So – площадь опасного сечения детали, см2; KCUм – ударная вязкость материала, из которого изготовлена деталь, Дж/см2.

Исходя из общей динамики процесса столкновения плуга с препятствиями и распределения разрушающей при этом энергии по плужным корпусам, ударная вязкость KCUд, которой должен обладать лемех, встретившийся с препятствием, определяется по формуле:

               (34)

где ma – масса агрегата (трактора и плуга), кг; Va – линейная скорость агрегата, м/с; n – число корпусов в плуге; с – коэффициент, с=0,09…0,1; q – часть нагрузки плужного корпуса, приходящаяся на лемех, q=0,5…0,6; – угол наклона лемеха к стенке борозды; – угол наклона лемеха к дну борозды; So – площадь наиболее опасного сечения лемеха, см2.

Таким образом, для обеспечения прочности детали при действии ударных нагрузок, должно соблюдаться условие, в соответствии с которым ударная вязкость детали в ее опасном сечении должна быть равна или превышать ударную вязкость материала, из которого она изготовлена, т.е.

.                                                (35)

При скорости вспашки в пределах 5 км/ч минимальная ударная вязкость лемеха типа  П-702 должна составлять:

- для пахотного агрегата МТЗ-82+ПЛН-3-35 – 9,2 Дж/см2;

- для пахотного агрегата К-701+ПТК-9-35 – 30,0 Дж/см2.

Учитывая, что при такой скорости вспашки излом лемехов происходит достаточно ограниченно на всех пахотных агрегатах, величину 30,0 Дж/см2 очевидно можно принять в качестве критерия допустимой ударной вязкости, которой должен обладать материал, выбранный для изготовления лемеха.

При повышении скорости пахоты в 2 раза, т.е. до 10 км/ч, этот параметр для первого агрегата составит 37,3, а для второго – 122,2 Дж/см2, т.е. возрастает в 4 раза. Таким образом ударная вязкость лемеха должна возрастать в два раза быстрее по сравнению с ростом скорости пахоты.

На рисунке 5 представлено изменение основных характеристик сталей марок 40ХС, 40Х, 45 и Л53 в зависимости от температуры отпуска после закалки.

Как видно из этих рисунков, наиболее высокими физическими свойствами обладает сталь 40ХС, которая при твердости HRC 58 обеспечивает ударную вязкость KCU=60 Дж/см2 и в=1900 МПа. Сталь Л53 при ударной вязкости 30 Дж/см2 обеспечивает твердость HRC 30, а временное сопротивление при растяжении в=1080 МПа.

Исходя из определенных по уравнению 28 показателей относительной износостойкости сталей, в таблице 6 приведены значения твердости, прочности и относительной износостойкости различных сталей при ударной вязкости KCU>30 Дж/см2, которые позволяют обосновать наиболее выгодные марки сталей для изготовления рабочих органов, в частности лемеха, полевой доски.

а)

б)

в)

Рисунок 5. Изменение основных характеристик сталей в зависимости от температуры отпуска после закалки:

в – временное сопротивление при растяжении, МПа; HRC – твердость;

KCU – ударная вязкость, Дж/см2; а – сталь 40ХС; б – сталь 40Х;

в – ______ сталь 45,  - - - - -  сталь Л53.

Таблица 6. Значения твердости, прочности и относительной износостойкости различных сталей при ударной вязкости KCU>30 Дж/см2.

Марка

стали

Минимальная температура отпуска,

Ударная вязкость, KCU,

Дж/см2

Твердость,

HRC

Временное сопротивление,

, МПа

Расчетная относительная износостойкость,

Относительная

цена,

ОЦ

Относительная стоимостная оценка износостойкости,

ОЦ/

45

175

30

30

1050

1,05

1,00

1,00

Л53

325

30

30

1080

1,10

1,20

1,20

65Г

400

30

48

1650

1,86

1,40

0,75

40Х

180

30

55

1800

2,60

1,35

0,50

40ХС

175

60

57

2000

2,80

1,55

0,48

30ХГСА

180

90

52

1700

2,27

1,90

0,79

35Г2

450

30

33

1050

1,02

1,25

1,22

Как видно из таблицы, наименьшая относительная стоимостная оценка износостойкости у стали 40ХС. Далее по этому параметру идут стали 40Х, 65Г, 30ХГСА, 45 и лишь затем – сталь Л53.

Таким образом, наиболее приемлемой сталью для изготовления лемеха и других деталей, испытывающих динамические нагрузки в условиях абразивного изнашивания, является сталь 40ХС. Далее по степени применимости идут стали 40Х, 65Г, 30ХГСА, 45, Л53.

Кроме излома, лемехи часто подвергаются изгибу. В связи с этим очень важно обеспечить прочность лемеха на изгиб. Для проверки прочности серийного и опытного лемехов проведены расчеты напряжений в их наиболее нагруженных точках с использованием классических методов прочностных расчетов для различных видов почв и плугов с различным количеством плужных корпусов.

В диссертации приведены расчеты напряжений, которые возникают в опасных сечениях опытных лемехов (при толщине лемеха 10 мм) и серийных лемехов. Они примерно одинаковы и колеблются в зависимости от видов почвы: для 4-корпусного плуга от 183 МПа на легких почвах до 637 МПа на весьма тяжелых; для 8-корпусного плуга от 413 МПа на легких почвах до 1525 МПа – на весьма тяжелых почвах.

Учитывая, что наиболее нагруженная носовая часть лемеха интенсивно изнашивается, особенно на легких и средних почвах, и деформируется после частичного износа, необходимо предусматривать некоторые коэффициенты запаса прочности. В частности, рекомендуются такие значения коэффициентов: для легких почв Кз=2,0; для средних почв Кз=1,5; для тяжелых почв Кз=1,2; для весьма тяжелых Кз=1,0. С учетом этого, по критерию временного сопротивления при растяжении (изгибе) в лемехи из сталей 40ХС, 40Х и 65Г толщиной в опасном сечении 10 мм и шириной не менее 115 мм обеспечат прочность на всех видах почв и всех типах отечественных плугов, включая 9-корпусные.

Прочность носовой части лемеха в значительной мере зависит от метода его упрочнения: наплавкой твердого сплава или закреплением на носке цельной пластины, стальной, чугунной или керамической.

Упрочнение носка лемеха предполагает прежде всего повышение его износостойкости. Однако износостойкие свойства наплавочных материалов при упрочнении рабочих органов могут быть реализованы лишь при условии, что основной металл при этом не теряет своих прочностных свойств, прежде всего таких, как временное сопротивление при изгибе и растяжении.

В то же время известно, что любой вид наплавки при упрочнении деталей, повышая износостойкость, снижает ее усталостную прочность ввиду того, что в наплавленном слое развиваются усталостные процессы, связанные с неоднородностью самой структуры наплавляемого материала, наличием шлаковых и водородных включений и хрупких составляющих материалов. В результате появляются микротрещины, которые затем распространяются вглубь материала.

В связи с этим представляет большой практический интерес вопрос: как изменяются свойства лемеха, упрочненного цельной металлической пластиной и наплавкой?

Для решения этого вопроса были изготовлены образцы длиной 140 мм и шириной 30 мм из стали 65Г:

  • без упрочнения;
  • упрочненные электродом Т-590 с толщиной наплавки 1, 2, 3 мм и длиной 50 мм;
  • упрочненные пластиной толщиной 3,0 мм и длиной 50 мм из стали Х12, припаянной припоем МНМЦ-12-62, при температуре 1020 С;
  • закалкой образцов до HRC 40-42 (нагрев до 830 С и закалка в масло + отпуск 300 С).

При проведении исследований образцы устанавливались на специальное приспособление с расстоянием между опорами 120 мм, которое закреплялось на столе испытательной машины ИМЧ-30.

Оценку прочности образцов производили путем приложения сосредоточенной нагрузки как со стороны упрочнения, так и с противоположной стороны, до разрушения.

Анализ полученных результатов испытаний позволяет сделать следующие выводы:

1. Прочность образцов, упрочненных цельной металлической пластиной из стали Х12 толщиной 3 мм, повышается как при растягивающих, так и при сжимающих нагрузках. Прочность при растягивающей нагрузке повышается в 2 раза, а при сжимающей – в 2,4 раза.

2. Прочность образцов, упрочненных наплавкой, при сжимающей нагрузке повышается до 2,3 раз, а при растягивающей – снижается до 2,0 раз.

Таким образом, образцы, упрочненные цельной металлической пластиной, при растягивающей нагрузке имеют в 4 раза более высокую прочность на изгиб, чем наплавленные. Отсюда следует, что для обеспечения более высокой прочности носков лемехов предпочтительно упрочнять их износостойкими цельными металлическими пластинами взамен наплавки.

Глава 6. Технологии упрочнения и результаты эксплуатационных испытаний деталей рабочих органов.

Были разработаны и испытаны различные технологии упрочнения деталей плужного корпуса (рис. 6).

Для лемеха разработаны и испытаны следующие технологии упрочнения носовой части:

  • наплавкой (дуговой, индукционной, плазменной) известных наплавочных материалов (Т-590, ОЗИ-6, ФБХ-6-2, ПГ-УСЧ-30) (рис. 6, б);
  • пайкой припоем МНМЦ-68-4-2 пластины из износостойкого белого чугуна ИБЧ 300Х9Ф6 (рис. 6, г);
  • приклеиванием клеем ВК-36 пластины из корундовой керамики ТК-Г или Лунат-2 (рис. 6, д);
  • механическим креплением пластины из стали Х12 (рис. 6, а);
  • механическим креплением конусной наставки из стали Х12  (рис. 6, в);
  • нанесением композиционного покрытия на лицевую поверхность носка.

а)

г)

б)

д)

в)

е)

Рисунок 6. Опытные упрочненные детали плужного корпуса:

а, б, в – новые; г, д, е – после наработки 15…20 га.

Для каждого метода упрочнения лемехов, изготовленных из различных марок стали, проведены расчеты рациональной толщины упрочняющего слоя носка, исходя из обеспечения равностойкости лемеха.

Для отвала (груди отвала) разработаны и испытаны технологии упрочнения наиболее изнашиваемого участка рабочей поверхности:

  • наплавкой (дуговой) электродом Т-590;
  • приклеиванием клеем ВК-36 дисков из корундовой керамики ТК-Г или Лунат-2;
  • нанесением композиционного покрытия.

Для полевой доски разработаны и испытаны технологии упрочнения:

  • наплавкой (дуговой) электродом Т-590 или ОЗИ-6;
  • приваркой электродом ЦЧ-4 бруска из износостойкого белого чугуна ИБЧ 300Х9Ф6 (рис. 6, е);
  • приклеиванием клеем ВК-36 пластин из корундовой керамики  Б-11, ТК-Г или Лунат-2.

В соответствии с разработанными аналитическими выражениями определения долговечности деталей плужного корпуса и относительной износостойкости материалов, которые использовались для их изготовления и упрочнения, проведены прогнозные расчеты потенциальной долговечности лемеха, груди отвала и полевой доски для различных типов почв и их различного агрегатного состояния. Полученные теоретические результаты по долговечности сравнивались с данными, полученными в результате эксплуатационных испытаний. Разница в показателях фактических и расчетных ресурсов рабочих органов составляет в пределах 15 процентов.

Так, при испытании лемехов на среднесуглинистой почве твердостью 2,0 МПа и влажностью 16…19% фактические и расчетные ресурсы их по износу носка составили:

серийный лемех П-702 без упрочнения – 17,6 и 17,1 га;

серийный лемех П-702 с упрочнением наплавкой ПГ-УСЧ-30 – 25,0 и 22,9 га;

опытный лемех из стали 65Г с упрочнением керамикой ТК-Г – 26,4 и 23,1 га;

опытный лемех из стали 65Г с упрочнением пластиной из чугуна ИБЧ 300Х9Ф6 – 31,0 и 30,4 га;

опытный лемех из стали 40Х с упрочнением пластиной из стали Х12 – 45,8 и 38,7 га;

опытный лемех из стали 40Х с упрочнением конусной наставкой из стали Х12 – 60 и 50 га.

При испытаниях грудей отвала и полевых досок на легкосуглинистой почве твердостью 2,0 МПа и влажностью 17…19% фактические и расчетные ресурсы соответственно составили:

серийная грудь отвала без упрочнения (на сквозной износ) – 40,0 и 43,7 га;

серийная грудь отвала  с упрочнением наплавкой электродом Т-590 – 80,0 и 72,0 га;

серийная грудь отвала, упрочненная керамикой ТК-Г – 66,0 и 62,3 га;

полевая доска из стали 45 без упрочнения – 31,5 и 29,8 га;

полевая доска с упрочнением бруском из чугуна ИБЧ 300Х9Ф6 – 100 и 110 га;

полевая доска с упрочнением керамикой Б-11 – 60,0 и 53,4 га.

По результатам испытаний на долговечность лемехов и грудей отвала, упрочненным композиционным покрытием, их ресурс повышается в среднем на 20 га.

Глава 7. Технико-экономическая оценка применения высокоресурсных деталей рабочих органов.

Повышение долговечности рабочих органов несомненно связано и с повышением их стоимости.

За критерий технико-экономической оценки эффективности рабочих органов приняты удельные затраты на 1000 га пахоты, которые определяются по формуле:

                                (36)

где С – удельные затраты на обработку, р/га; Т – ресурс рабочего органа, га; Ц – цена рабочего органа, р; Ф– затраты на замену рабочего органа, р.

Проведенные расчеты затрат при вспашке 1000 га применительно к легко и среднесуглинистым почвам плугом с серийными без упрочнения деталями плужных корпусов и плугом, укомплектованным опытными деталями плужных корпусов: лемехами из стали 40Х, упрочненными пластинами из стали Х12, отвалами, упрочненными наплавкой электродом Т-590, и полевыми досками, упрочненными чугуном ИБЧ300Х9Ф6, показали, что затраты во втором случае уменьшились на 14671 р., т.е. удельные затраты на обработку почвы только на замену рабочих органов снизились с 38,7 до 24,0 р./га, при этом ресурс лемеха увеличился в 2,6 раза, груди отвала – в 2,0 раза, полевой доски в 3,1 раза.

Основные выводы

  1. Основными направлениями обеспечения долговечности деталей плужных корпусов являются: материаловедческое – за счет применения более износостойких и прочных материалов при изготовлении и упрочнении; конструкционное – за счет создания таких конструкционных форм, при которых значительный износ не вызовет изменения служебных характеристик; технологическое – за счет создания на наиболее изнашиваемых участках условий трения «почва-почва» вместо «почва-металл».
  2. Разработана методика определения линейного износа и долговечности рабочих органов, в основу которой положена рабочая гипотеза, в соответствии с которой величина износа и долговечность рабочего органа определяются такими параметрами, как наработка, изнашивающая способность почв, износостойкость материала рабочего органа, давление абразивной среды (почвы) на рабочую поверхность.
  3. Установлены параметры относительной изнашивающей способности почв по их гранулометрическому составу. Если принять изнашивающую способность кварца (размеры частиц от 0,16 до 0,32 мм) за единицу, относительная изнашивающая способность песчаных почв равна 0,87, супесчаных – 0,62, суглинистых – 0,42…0,22, глинистых – 0,15…0,06.
  4. Получены аналитические выражения для определения относительной износостойкости сталей и наплавочных материалов в зависимости от их химического состава и твердости. Знание такого параметра для различных материалов позволяет достаточно точно прогнозировать ресурс рабочих органов, изготовленных из этих материалов или упрочненных ими, в условиях абразивного изнашивания.
  5. Даны рекомендации по использованию для упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин белых износостойких чугунов и технической керамики. Определены показатели их относительной износостойкости.

Для практического применения при упрочнении рабочих органов почвообрабатывающих машин рекомендованы чугун марки ИБЧ300Х9Ф6 (=10) и корундовая керамика марок Б-11, ТК-Г и «Лунат-2» (=3,8…3,9).

  1. Предложена методика выбора марки стали для изготовления рабочих органов по критериям стоимостной оценки износостойкости, ударной вязкости и прочности.

Показано, что с целью обеспечения сохранности лемехов плуга от динамических нагрузок и излома, их изготовление должно производиться из сталей, ударная вязкость которых при эксплуатационной твердости должна быть не менее 30 Дж/см2.

Наиболее приемлемой маркой стали для изготовления лемеха и других режущих деталей рабочих органов, испытывающих ударные нагрузки, является сталь 40ХС. По сравнению с ныне применяемыми сталями Л53 и 65Г, она имеет более низкое соотношение относительной цены и относительной износостойкости (0,48 по сравнению с 1,2 и 0,75 соответственно для сталей Л53 и 65Г) при более высоких значениях ударной вязкости и временного сопротивления при растяжении (изгибе). Следующими по степени применимости для изготовления лемеха могут быть стали 40Х, 65Г и лишь после них сталь Л53.

  1. Предложены конструкции опытных лемехов – долотообразного и трапециевидного с переменной шириной, имеющие следующие отличительные особенности по сравнению с серийным лемехом П-702: угол заточки носовой части – 25-30°, лезвийной – 8…10°, угол наклона носовой части к дну борозды – 30°, лезвийной части - изменяющийся от 30° до 15°, толщина носовой части – 10…12 мм, лезвийной части – 8…10 мм, толщина лезвия – 2+0,5 мм. Материал для изготовления лемеха – сталь 40ХС или 40Х. Термообработка – объемная закалка и отпуск до твердости HRC 55…57 для стали 40ХС и HRC 50…52 для стали 40Х. Ударная вязкость стали 40ХС при таких режимах термообработки KCU=60 Дж/см2, стали 40Х – KCU=30 Дж/см2, временное сопротивление при растяжении соответственно в=2000 и 1800 МПа (для сталей 65Г и Л53 указанные параметры равны соответственно: HRC 48 и 30, KCU=30 и 30 Дж/см2, в=1640 и 1050 МПа).
  2. Для повышения долговечности лемеха и обеспечения его равностойкости при изнашивании, достаточно повысить износостойкость только его носка. При этом, с целью повышения прочности лемеха на изгиб наряду с обеспечением необходимой износостойкости, упрочнение целесообразно проводить закреплением на носовой части цельных пластин из износостойких стали, чугуна или керамики вместо наплавки твердых сплавов. Показано, что применение упрочняющих пластин вместо наплавки повышает прочностные параметры в опасных сечениях лемеха не менее чем в 3…4 раза.
  3. Разработаны аналитические выражения для определения давления почвы на наиболее изнашиваемые участки деталей рабочих органов плуга – лемеха, отвала, полевой доски, в основе которых лежат конструкционные показатели, технологические режимы вспашки и физическое состояние почвы.
  4. Разработана методика по определению толщины упрочняющего слоя для обеспечения равностойкости носка и лезвийной части лемеха. Даны рекомендации по рациональной толщине упрочняющего слоя носка лемеха для различных марок сталей и различных упрочняющих материалов.
  5. Теоретически обоснованы и практически подтверждены технологическая возможность и экономическая целесообразность применения композиционного покрытия на наиболее изнашиваемых участках деталей плужного корпуса при вспашке песчаных и супесчаных почв с целью замены на этих участках трения «почва-металл» на трение «почва-почва». Это дает возможность защитить указанные участки от изнашивания и повысить ресурсы лемеха и отвала (груди отвала) на этих почвах не менее чем на 20-25 га. Рекомендован состав композиционного покрытия: клей ВК-36 + частицы корунда в соотношении размеров зерна: 0,1 мм – 50 %; 0,05 мм – 30 %;  0,001 мм – 20 %. Соотношение веса корунда и клея в композиции – 60 % и 40 %.
  6. Разработаны технологии упрочнения деталей плужного корпуса применением различных износостойких материалов, в том числе: лемеха – дуговой, плазменной, индукционной наплавками твердых сплавов, пластинами из износостойкого белого чугуна марки ИБЧ 300Х9Ф6, износостойкой стали Х12, корундовой керамики марок ТК-Г и «Лунат-2», композиционным покрытием; отвала (груди отвала) – наплавкой твердых сплавов, корундовой керамикой, композиционным покрытием; полевой доски – наплавкой твердых сплавов, корундовой керамикой, износостойким чугуном, износостойкой сталью Х12.
  7. Экономический эффект при использовании разработанных высокоресурсных деталей плужных корпусов вместо серийных в расчете на 1000 га вспашки составляет более 14000 рублей, при увеличении ресурса: лемеха – в 2,5 раза; отвала (груди отвала) – в 2,3 раза; полевой доски – в 4 раза.

Основные результаты исследований опубликованы в 34 работах,  в том числе:

В изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Ерохин М.Н. О совершенствовании конструктивных параметров рабочих органов плуга [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. – 2005. – №1.-с.25-31.
  2. Ерохин М.Н. Выбор марки стали для лемеха плуга [текст]:/ М.Н. Ерохин, В.С. Новиков, Д.А. Сабуркин// Тракторы и сельскохозяйственные материалы. – 2008. – №1.-с.5-8.
  3. Новиков В.С. Повышение долговечности деталей рабочих органов плуга за счет их частичного залипания [текст]:/ В.С.Новиков, И.А.Азарова// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. – 2007. – №2.-с.104-107.
  4. Ерохин М.Н. Повышение прочности и износостойкости лемеха плуга [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. – 2008. – №3.-с.100-107.
  5. Новиков В.С. Материаловедческое направление повышения надежности рабочих органов плуга [текст]:/ В.С. Новиков, И.А.Азарова, Д.А. Сабуркин, Н.А. Поздняков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. – 2007. – №3.-с.132-137.
  6. Новиков В.С. Методика определения долговечности почворежущих рабочих органов [текст]:/ В.С.Новиков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. – 2008. – №2.-с.87-99.
  7. Новиков В.С. Математическая модель зависимости износостойкости материалов от их химического состава и твердости [текст]:/ В.С.Новиков, А.Самойленко// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ Агроинженерия, – 2008, – №3, с.124-131.

В патентах на изобретения:

  1. Патент №30482 РФ, U1 А01В 3/00. Почвообрабатывающее орудие [текст]:/ В.С.Бакунов, И.А.Беликов, М.Н.Ерохин, Е.Н.Коробов, В.М.Короткий, Е.С.Лукин, В.С.Новиков, А.А.Собко, Е.М.Шелков, Э.Н.Муравьев // – Опубликовано 10.07.2003, бюл.№19.
  2. Патент №2243631 РФ, С2, А01В 15/00. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия [текст]:/ В.С.Бакунов, И.А.Беликов, М.Н.Ерохин, Е.С.Лукин, Э.Н.Муравьев, В.С.Новиков, А.А.Собко, Е.М.Шелков // – Опубликовано 10.01.2005, бюл.№1.
  3. Патент №53530 РФ, U1 А01В 15/06. Лемех плуга [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова // – Опубликовано 27.05.2006, бюл.№15.
  4. Патент №60832 РФ, U1 А01В 15/00. Полевая доска плуга [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова, Г.И.Сильман // – Опубликовано 10.02.2007, бюл. №4.

В учебниках и учебно-методических изданиях:

  1. Курчаткин В.В. Надежность и ремонт машин. Учебник для студентов вузов по агроинженерным специальностям [текст]:/ В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А.Ачкасов, В.И. Савченко, В.Н. Бугаев, А.Н. Батищев, Б.А. Богачев, Н.А.Очковский, С.С.Некрасов, Ю.В.Мазаев, В.С.Новиков, Е.И.Базаров, М.И.Юдин, А.Г.Левшин, Н.В.Катаргин, Г.П.Копчиков, В.И.Осинов // – М.: Колос, 2000. 775с.
  2. Пучин Е.А. Технология ремонта машин. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» [текст]:/ Е.А.Пучин, О.Н.Дидманидзе, В.С.Новиков, Н.А.Очковский, В.М.Корнеев, И.Н.Кравченко, А.С.Кононенко, А.А.Гаджиев// – М.: УМЦ «Триада», 2006. 346с.
  3. Пучин Е.А. Технология ремонта машин. ч.II. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» [текст]:/ Е.А.Пучин, О.Н.Дидманидзе, В.С.Новиков, Н.А.Очковский, В.М.Корнеев, И.Н.Кравченко, А.С.Кононенко, А.А.Гаджиев// – М.: УМЦ «Триада», 2006. 281с.
  4. Пучин Е.А. Технология ремонта машин. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК» [текст]:/ Е.А.Пучин, В.С.Новиков, Н.А.Очковский, В.М.Корнеев, И.Н.Кравченко, А.С.Кононенко, А.А.Гаджиев, А.В.Чепурин// – М.: КолосС, 2007. 487с.
  5. Новиков В.С. Методические рекомендации к лабораторной работе по исследованию антифрикционных свойств материалов и износа деталей машин [текст]:/ В.С.Новиков// – М.: МГАУ, 1997. 13с.
  6. Новиков В.С. Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей. Методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию для студентов вузов по агроинженерным специальностям [текст]:/В.С.Новиков, Н.А.Очковский//–М.: МГАУ, 2003.52с.
  7. Выскребенцев Н.А. Сборник тестовых заданий и инженерных задач [текст]:/ Н.А.Выскребенцев, В.С.Новиков// – М.: МГАУ, 2006, 118с.

В отчетах о научно-исследовательской работе:

  1. Новиков В.С. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработать и внедрить в ОАО «Луховицкая сельхозтехника» технологию упрочнения лемехов керамическими материалами». Рег.№0220.0000361 [текст]:/В.С.Новиков, М.Н.Ерохин, И.А.Беликов, В.С.Бакунов, Е.С.Лукин, Э.Н.Муравьев, В.Н.Орлов, А.А.Собко// – М.: МГАУ, 1999. 36с.
  2. Новиков В.С. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологий упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин керамическими материалами и внедрение их на заводах изготовителях» Рег.№01.200100113 [текст]:/ В.С.Новиков, М.Н.Ерохин, И.А.Беликов, В.С.Бакунов, Е.С.Лукин, Э.Н.Муравьев, В.Н.Орлов, А.А.Собко// – М.: МГАУ, 2000. 40с.
  3. Новиков В.С. Отчет о научно-исследовательской работе «Проведение исследований по созданию высокоресурсных рабочих органов почвообрабатывающих машин, обеспечивающих сохранение почвенного плодородия» Рег.№0220.500200 [текст]:/ В.С.Новиков, М.Н.Ерохин, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова// – М.: МГАУ, 2004. 93с.

В других изданиях:

  1. Новиков В.С. Долгая служба плуга [текст]:/ В.С.Новиков, И.А.Азарова// Сельский механизатор. – 2007. – №6.-с.37.
  2. Орловский В.П. Применение керамических материалов для повышения надежности сельскохозяйственной техники [текст]:/ В.П.Орловский, В.С.Бакунов, Э.Н.Муравьев, Е.С.Лукин, А.А.Собко, М.Н.Ерохин, В.С.Новиков// Известия Академии инженерных наук РФ – Н.Новгород, 2001.-с.88-92.
  3. Пучин Е.А. Ремонт машин как средство повышения их долговечности [текст]:/ Е.А.Пучин, В.С.Новиков// Ремонт, восстановление, модернизация. – 2002. – №2.-с.24-27.
  4. Ерохин М.Н. Новые направления повышения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин – применение технической керамики [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С. Новиков, И.А. Беликов, В.С. Бакунов, В.П. Орловский, Э.Н.Муравьев, Е.С. Лукин, А.А. Собко // Труды МГАУ. – Москва, 2000.-с.45-54.
  5. Новиков В.С. Анализ и обоснование применимости технической керамики в сельскохозяйственном машиностроении [текст]:/ В.С.Новиков, Н.И.Нилов, И.А.Беликов// Научные труды РИАМА. – вып.3. – Москва, 2000.-с.27-35.
  6. Ерохин М.Н. Новые технологии упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин [текст]:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков, М.Н.Лобанов// – Мелитополь, 2001.-с.98-103.
  7. Новиков В.С. Увеличение ресурса рабочих органов плуга [текст]:/ В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова// Сб.: Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. – Брянск: БГСА, 2006.-с.221-228.
  8. Новиков В.С. Относительная износостойкость сталей в условиях абразивного изнашивания [текст]:/ В.С.Новиков, Н.И.Нилов, И.А.Азарова, Д.А.Сабуркин// Сб.: Внедрение новых технологий производства сельскохозяйственной продукции при участии машинно-технологических станций (МТС) – М.: РИАМА, 2006.-с.39-46.
  9. Новиков В.С. Сравнительные исследования на долговечность серийных и опытных лемехов плуга [текст]:/ В.С.Новиков, Н.А.Поздняков, Д.А.Сабуркин// Международный научный журнал. – 2008. – №1.-с.14-18.
  10. Новиков В.С. Высокоресурсные рабочие органы плугов [текст]:/ В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова// Сборник материалов Всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи. – М.: ВВЦ, 2005. с.88.
  11. Ерохин М.Н. Применение керамических материалов для упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин в условиях абразивного изнашивания [текст]:/М.Н.Ерохин, В.С.Новиков, И.А.Беликов, В.С.Бакунов, Э.Н.Муравьев, Е.В.Лукин// Материалы научно-практической конференции. М.: МГАУ, 1999.-с.58-60.
  12. Новиков В.С. Упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин технической керамикой [текст]:/ В.С.Новиков, М.Н.Ерохин, И.А.Беликов, В.С.Бакунов, Е.В.Лукин, Э.Н.Муравьев, В.Н.Орловский, А.А.Собко// Экология и сельскохозяйственная техника, том3. – С.-Пб.: СЗНИИМЭСХ, 2000.-с.160-169.
  13. Ананьин А.Д. Дипломное проектирование. Учебно-методическое пособие по специальностям «Механизация сельского хозяйства» и «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК»[текст]/ А.Д. Ананьин, В.Н. Байкалова, А.А. Зангиев, В.Д. Игнатов, Н.И. Кленин, Е.В. Лунин, А.И. Лысюк, В.С. Новиков, Ю.Н. Сидыганов, А.Н. Скороходов, В.В. Стрельцов, В.П. Уваров, А.И. Чугунов, Г.П. Юхин// - М.: МГАУ, 2003. 141 с.

Подписано к печати___________

Формат 6084/16.

Печать трафаретная.

Бумага офсетная.

Усл. печ. л.___________

Тираж 100 экз.

Заказ №

Отпечатано в издательском центре.

ФГОУ ВПО МГАУ

127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58

тел. 976-0264




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.