Influence of position of A-hoe blades of sowing machines on their wear

Full Text

Широкое использование посевных комплексов с культиваторными лапами в качестве высевающих элементов потребовало проведения специальных исследований, направленных на повышение ресурса и долговечности этих деталей [1, 2]. В то же время за рамками известных работ [3, 4] остались вопросы, касающиеся влияния размещения лап на разных участках рамы культиватора на степень их износа. Неодинаковый износ приводит к неравномерности заделки семян, что в конечном счете отрицательно сказывается на урожайности возделываемых культур. Немаловажно и определение зон наиболее интенсивного износа лап, влияющего на работоспособность культиватора в целом. В связи с этим сотрудниками Брянского ГАУ и ГОСНИТИ проведены широкомасштабные натурные испытания, направленные на выявление влияния расположения лап на величину их износа (исследования проводились в рамках разработки импортозамещающей технологии восстановления и упрочнения стрельчатых лап культиваторов зарубежных компаний). В ходе исследований изучались влияние расположения лап на каркасе рамы на их износ в перпендикулярной и параллельной направлению движения агрегата плоскостях и изменение интенсивности изнашивания в функции наработки детали, наиболее подверженной истиранию. Полигоном для проведения опытов послужили поля преимущественно супесчаного состава, характерного для нечерноземной зоны России. Эксперименты проводились в течение трех лет в период весенней посевной кампании, когда изнашивающая способность подобных почв максимальна. Использовался канадский посевной комплекс Morris с опытными лапами (рис. 1), восстановленными по импортозамещающей технологии [пат. РФ на изобретение №2527558], которая обеспечивает более высокий ресурс, чем у лап фирменного изготовления [5]. Суть технологии заключается в приваривании термоупрочненных компенсирующих пластин к остову вместо истертой части [5]. Помимо восстановления рабочей поверхности технология предусматривает упрочняющую наплавку на крепежной стойке. В качестве испытуемых деталей использовались лапы, предназначенные для высева семян по предварительно подготовленной почве. Из 43 лап, устанавливаемых на комплексе, контролировались износы двенадцати деталей, расположенных согласно схеме, показанной на рис. 2. Они были распределены таким образом, чтобы максимально охватить пространственное расположение всей совокупности изделий: в каждом из четырех рядов располагалось по три лапы, две из которых находились в районе крайних поперечных балок откидных секций, а одна - в средней части. Геометрические параметры всех лап соответствовали агротехническим требованиям. Перед испытаниями рама культиватора проверялась на параллельность и перпендикулярность элементов каркаса во избежание ошибок эксперимента из-за нарушения геометрической стабильности конструкции. Благодаря такому методологическому подходу обеспечивались идентичность и необходимая повторность проведения исследований, что позволило получить достоверные данные. Для определения износов опытных лап применялась методика, основанная на использовании компьютерных технологий [6], которая упрощает фиксацию, обработку и анализ полученных данных, обеспечивает заданную точность измерений, создает оптимальные условия для проведения микрометража большого количества деталей со значительным числом контролируемых величин. В качестве оценочного параметра принят линейный износ, измеренный в среднем сечении лапы (рис. 3). Величина износов контролировалась через каждые 200 га, что позволило выявить характер изнашивания в динамике. При достижении наработки в 1000 га измерения прекращались, так как детали первого ряда достигали предельного состояния, характеризуемого износом 100 мм и более. Обработка полученных экспериментальных данных позволила выявить ряд ранее не известных закономерностей. Как следует из рис. 4 и 5, наибольшему изнашиванию подвержены лапы, расположенные в непосредственной близости от продольных балок откидных секций. Особенно это характерно для деталей, размещенных в первом ряду (см. рис. 4). В этом случае разница в износах между центральной лапой 2 и крайними 1, 3 достигает 6-8 мм. Изделия, расположенные во втором и третьем рядах, не имеют столь существенной разницы в износах (она не превышает 1-2 мм). Лапы же последнего ряда изнашиваются фактически равномерно и имеют остаточный ресурс. Увеличенный износ лап 1, 4, 7, 10 и 3, 6, 9, 12 (см. рис. 4) можно объяснить некоторым повышением неравномерности движения, связанным с колебательными процессами, которые приводят к нарушению устойчивости агрегата. Кроме того, снижение устойчивости усугубляется меньшей жесткостью дополнительных откидных секций. Определенную отрицательную роль в величине износа деталей 1-3 играет тот факт, что они перемещаются по вспаханной, но не разрыхленной почве, преодолевая ее существенное сопротивление. Лапы последующих рядов движутся уже по почве с меньшей плотностью и более низкой изнашивающей способностью. Это подтверждается снижением износа лап последующих рядов и повышением его равномерности. Установлено, что наибольшему износу подвержены лапы, расположенные в первом ряду и максимально приближенные к поперечным балкам. Износы деталей первого ряда равны предельному или даже превышают его. Поэтому состоянием лап, расположенных в первом ряду, определяется работоспособность комплекса. Восстановление работоспособного состояния агрегата требует замены всех лап, так как их остаточный ресурс не превышает 200 га, что неприемлемо при выполнении посевных работ из-за ограниченности сроков их выполнения. Отдельного рассмотрения требует специфика износа лап, расположенных в направлении, параллельном перемещению культиватора. Полученные эпюры износов (см. рис. 5) имеют примерно одинаковый характер для всех плоскостей измерения, выражающийся в их снижении от лап первого ряда к лапам последнего. Такая форма эпюр объясняется уменьшением сопротивляемости почвы перемещению лап каждого последующего ряда относительно предыдущего из-за ее разрыхления. Определенный интерес представляет исследование характера изменения интенсивности изнашивания i от наработки T. В качестве примера на рис. 6 приведен график i = f (T) для лапы 1, имеющей наибольший износ. Кривая i = f(T) имеет две характерные области: область приработки, которая распространяется примерно до 700 га, и область стабильного изнашивания 700-1000 га. Постепенное нарастание i с увеличением T связано с процессами самоорганизации изнашивания, когда рабочая поверхность лапы, контактирующая с абразивной средой, приобретает наиболее приемлемые для данных условий качественные показатели - шероховатость, микротвердость - от силового воздействия абразивных частиц, наклепа. Следует отметить, что зависимости интенсивности изнашивания от наработки для других лап идентичны и отличаются только числовыми значениями. При установившемся режиме интенсивность изнашивания стабилизируется. Выводы: - износ лап в зависимости от их расположения на раме неравномерен; - максимальный износ имеют лапы, находящиеся в первом ряду, и их состояние определяет работоспособность комплекса; - снижение жесткости и устойчивости откидных секций способствует росту износа лап, расположенных в области крайних балок; - интенсивность изнашивания лап в процессе увеличения наработки возрастает с последующей стабилизацией вследствие самоорганизации изнашивания; - возобновление работоспособности комплекса требует замены всех лап вследствие их низкого остаточного ресурса либо предельного состояния.

About the authors

S. A Solovyev

All-Russian Research Institute of Repair and Maintenance of Machine and Tractor Fleet

I. V Kozarez

Bryansk State Agrarian University

S. A Feskov

Bryansk State Agrarian University

Email: feskovwork@gmail.com

References

Supplementary files