автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин

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

□03413 Е373В

Москва 2008

003459738

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

Ведущее предприятие - ФГОУ ВПО «Российский

государственный аграрный университет заочного образования»

Защита состоится «16» февраля 2009 г. в 13® часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования *<Мос-ковский государственный агроинженерный университет им. В.II. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16а, корпус 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 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 паук Сидоров Сергей Алексеевич

Автореферат разослан « > января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.Г. Левшин

О Г) та я 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. Горячкип. 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 уплотняемое™ почв, нагрузки ¡¡а 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 имею г 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, физиче-

ского 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 материало-ведческими, 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 составляю!:

!. Классификация почв по их относительной изнашиваемости;

2. Аналитические выражения для определения:

- относительной износостойкости сталей и наплавочных материалов;

- долговечности рабочих органов по их изнашиваемости;

3. Материаловедческие, конструкционные и технологические параметры лемехов плуга общего назначения;

4. 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 нысокоресурсные детали рабочих органов представлялись на ВВЦ в 2004 и 2005 гг.

Публикации.

Основные результаты исследований опубликованы в 34 работах общим объемом около 30 н.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: материало-ведческого, 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.).

6. Методика выбора оптимальной марки стали для изготовления рабочих органов по критерию минимума стоимостной оценки износостойкости.

7. Использование частичного залипания наиболее изнашиваемых участков рабочей поверхности рабочего органа как метода повышения его ресурса и экономическое обоснование применения этого метода.

8. Технологии повышения ресурса лемеха, отвала (груди отвала), полевой доски наплавкой износостойкого материала, применением упрочняющих пластин из износостойкого чугуна, износостойкой стали XI2, 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 JI.C., Ерохии М.Н., Краснощекое Н.В., Крагельский И.В., Кос-тецкий Б.И., Львов П.Н., Михальченков A.M., Ниловский И.Л., Огрызков Е.П., Панов И.М., Пронин А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернее М.М., Сидоров С.А., Синеокон 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 полевой обрез

1Ж

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 - нолевой 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 со-

став 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.

2. В направлении повышения конструкционной износостойкости: разработать методику обоснования равностойкости деталей рабочих органов;

обосновать рациональные углы заточки и наклона лезвия лемеха к дну борозды.

3. В технологическом направлении:

теоретически и экспериментально исследовать и экономически обосновать целесообразность искусственного залипания наиболее изнашиваемых участков рабочих органов с целью защиты их от изнашивания.

4. Провести сравнительные эксплуатационные испытания опытных деталей рабочих органов.

5. Определить экономическую эффективность применения высокоресурсных деталей рабочих органов плуга.

Глава 2. Научные основы повышения долговечное™ 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 повышает-

ся 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 трудно-изнашиваемых 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 тэт= 1. В качестве эталонного материала принят образец из стали 45 твердостью HRB 90 (НВ 180), относительная износостойкость которого £ш-\. За эталонные условия изнашивания приняты следующие:

давление абразива на изнашиваемую поверхность рэт=0,1 МПа; скорость перемещения абразивных частиц относительно образца V0m„.3m=l км/ч;

поверхность трения образца см2; время изнашивания 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 W,,, г будет составлять:

172

W — к - - п - и -It en

зт r im omn.:jm эт *эт > 11}

£зт

где к - коэффициент пропорциональности, г/МПа-км-см2.

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

* = W"--. ——• (2)

^эм Рэм ^отн.эт ' эт Лп

При испытании эталонного образца из стали 45 твердостью НИВ 90 на аппарате ИМ-01 конструкции ВИСХОМа в эталонных условиях установлено, что износ образца в течение одного часа составил К^„,=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 Ч! и 12 , учитывающие соответственно изменение изнашивающей способности почвы и относительной износостойкости материала в зависимости от давления р. Тогда износ другого материала в общем случае при других условиях изнашивания будет равен: - в весовом измерении

Ш = (3)

в линейном измерении

м = (4)

£эт 'Пг'У

где Д Ш - весовой износ, г; А/? - линейный износ, см; тт - относительная изнашивающая способность почвы по гранулометрическому составу при эталонном давлении абразива; еэт - относительная износостойкость материала детали при эталонном давлении абразива (почвы); р - давление почвы (абразива) на наиболее изнашиваемом участке рабочего органа, МПа; I - время работы рабочего органа, ч; у - плотность материала изнашиваемой детали (образца), г/см3; г/, - коэффициент, учитывающий изменение изнашивающей способности почвы в зависимости от давления абразива; г}2 - коэффициент, учитывающий изменение относительной износостойкости материала в зависимости от давления абразива; Б - поверхность трения, см".

Интенсивность износа определяется по формуле:

ЛИ7 ,

= —(5)

* £э„, ■ Ъ

или

ДИ , т,„ ■ /7,

к--гв-Л-.у Р (6)

' -г

Приняв для удобства расчетов 5=1 см2 и зная предельный износ наиболее изнашиваемого участка рабочего органа, можно определить долговечность его по формуле:

Т =

АЛ

1пР £.ш 'У'Пг'Х' А

(7)

где Т - долговечность рабочего органа, га; Ь>к„р - предельный износ рабочего органа на наиболее изнашиваемом участке, см; v„ - 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-П,,,,), лезвийной части - (И-к„,) или {а-в) (рис. 2).

-¿^ а-а

Рисунок 2 - Выбраковочные параметры лемеха: Я, Н„р - начальная и предельная высота носка лемеха, см; /г, /г„„ - начальная и предельная ширина лезвийной части лемеха, см; в, а - начальная и предельная толщина лезвия, см; а - угол заточки лезвия, градус; ¡1 - угол наклона лезвия к дну борозды, градус.

Долговечность лемеха по износу носовой части определяется по формуле:

0,016 •?/, -рн

где Т„ - долговечность, га; 0,016 - отношение у/к, (г-МПакм)/см; р„ - давление на носке лемеха, МПа.

Долговечность лемеха по износу лезвийной части определяется соответственно по формуле:

£ ■ п7 ■ у ■ А ■ (И - /;„„)

Г., =——---(9)

0,0\6 т-г]г рл уп

где И-И„„ - предельный износ по ширине лезвийной части, см; р, - 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)

0,016т-т^ •/?,-Уп

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

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

в, +6,

где ес - относительная износостойкость двухслойного лемеха; С/ и с.2 - относительная износостойкость материала соответственно первого и второго слоя; вI и в2 - толщина соответственно первого и второго слоя, мм.

Предельная толщина лезвия лемеха может быть определена по эмпирическому уравнению:

а - 0,46.x - 0,06 , (12)

где а - предельная толщина лезвия лемеха, мм; х - 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:

-р _ £ж 'Чг' - А__^^

0,016 77, -р0-\>п'

Уравнение долговечности по износу полевого обреза отвала:

Т = —

0,0\6-т,„-г?гр0-1>„

где Та - долговечность отвала, га; Д, - толщина однородного отвала, см; с1 - расстояние от нижней грани заточки полевого обреза до башмака плужного корпуса, см;р0 - давление в наиболее изнашиваемой зоне отвала, МПа.

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

Вид А

Рисунок 3 - Предельные параметры полевой доски: Н' и Н'„Р - начальная и предельная ширина доски в ее задней части, мм.

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

Н'„,, =6,8...7,0 см - для тяжелых глинистых почв; Н'пр =5,8...6,0 см - для средне и легкосуглинистых почв; Н'„Р =4,5...5,5 см - для супесчаных и песчаных почв. Уравнение долговечности полевой доски:

Та =

0 ,Ш-тм>-т)Грл-у„

(15)

где Тд - долговечность доски, га; р0 - давление на заднем участке доски, МПа.

Максимальные давления, действующие на носке лемеха рн , на лезвии лемеха р.., , в наиболее изнашиваемых зонах отвала р0 и полевой доски р0 (МПа) определяются по следующим эмпирическим зависимостям:

р, = 0,012...0,016 ■ (1 + 0,028 • Vп) • (1 + 0,01Р) • (3,5 + 5й), р„ = 0,06...0,065 • (1 + 0,028 ■ у„) • (1 + 0,01^) • (3,5 + 5й),

(16) (17)

р„ =0,О12-(1 + О,О28-1/„ИО,8 + £),

(18)

Рд= 0,07-(1 + 0,028-0-(0,8 + В), ()9)

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

Значение х принимаются следующими:

при расчете долговечности лицевой поверхности лемеха и отвала

Х~0,646;

при расчете долговечности носка, лезвийной части лемеха и полевой доски х=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 изиосостойкости принято минимальное значение относительной стоимостной оценки износостойкости, которое определяется из выражения:

С„ =

ОЦ

■ пип

(20)

где С„ - 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 /к=0,50...0,60, а коэффициент трения почва-сталь в этом случае был бы /.=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 залипання.

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 Л 1?ц, которая определяется по формуле:

д/г Zii^jr.. j 00%=zM . 1 oo% (2i)

Ftp ГгЫРх~Рг)+Рг]

где FTp - сила трения на поверхности рабочего органа с композиционным покрытием; F"rp - сила трения на поверхности рабочего органа без композиционного покрытия; а - отношение площади покрытия к общей площади поверхности рабочего органа, контактирующего с почвой; // - коэффициент трения скольжения почвы о почву;/? - коэффициент трения скольжения почвы по металлу; Pj - среднее удельное давление пласта почвы на участке залипання, 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- 3>0, (22)

где Э - экономическая эффективность применения технологии залипания наиболее изнашиваемого участка рабочего органа, р./га; 3 - 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)

1000-0 100 г

где де - удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт-ч; И- номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт.; Цт- цена I кг топлива, р.; 0- производительность пахотного агрегата, га/ч.

Экономия, полученная за счет повышения ресурса рабочих органЬв.оп-: ределяется по формуле:

г, т7

где Цы и Ц„2 - соответственно цена рабочего органа без композициониого покрытия и с композиционным покрытием, р.; Г1 - затраты на замену рабочего органа, р.; Г; и Т: - 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 равно-стойкости 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 равиостойкости 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.:

АН-е„-11'2 =

Р» Р* ' (25)

где АН, ЛИ - предельный износ по высоте носовой части и ширине лезвийной части лемеха, мм; е„, еЛ - относительная износостойкость соответственно носовой и лезвийной частей лемеха; т/з,/^ - поправочные коэффициенты к относительной износостойкости материала носовой и лезвийной частей в зависимости от давления; /;„, р, - давление почвы соответственно на носок и на лезвие.

Откуда:

Ah ■ с, ■ Yj^ • p„ A H-ri-p,

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 а=30,:> (рис. 2) на а=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 а=30°.

Однако уменьшение у гла 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 целыо 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 острогу 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 р 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 а=25...30°, a лезвие - с углом наклона fi~25... 15° и углом заточки а=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- девяти-корпусных 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 8-10°. После заточки лезвийная часть изгибается таким образом, чтобы в рабочем положении лезвие в сечении I-I имело угол р=30°, в сечении И-И - 25°, в сечении Ш-Ш - 20°, IV-IV - 15°.

80Ü.Í-

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 (НКВ 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 со-

средоточениой 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, XI2, ЗОХГСА, LUX 15, Х12МФ, 4Х5В2ФС, XT', 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, ИКС Относительная износостойкость, е

С 81 Мп Сг Прочие

1 45 0,45 0,25 0,67 0,14 — Н11В 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 N¡-0,20 Си-0,18 52 1,9

5 40Х 0,40 0,27 0,65 1,0 N¡-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 Ш-0,04 60 4,6

8 ШХ15 1,05 0,28 0,30 1,43 \У-1,38 50 3,1

9 4Х5В2ФС 0,4 1,0 0,35 1,5 XV-1,9 У-0,7 Си-0,25 52 2,5

10 Х12МФ 1,5 0,25 о,з 12,0 Мо-0,5 У-0,2 Си-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 Ш-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:

е=0,24Х,+0,07Х2+0,1! Х3-3,54, (27)

где е - относительная износостойкость стали при давлении Р=0,33 МПа; Х| - содержание углерода, в процентах; Х2 - содержание хрома, в процентах; Хз - твердость, в единицах НЯС.

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 830°С в масло с последующим отпуском при 200...220°С.

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)

X» п/п Марка материала Вид наплавки Химический состав Твердость, НЯС Относительная износостойкость

С Сг 81 Мп N1 в Мо V/ Прочие

1 Сталь 45 1

2 ЦН-12М Дуговая 0,13 16,3 4,1 4,0 7,9 - 5,7 - КЬ-0,8 47 2,5

3 ОЗН-6 Дуговая 1,0 4,4 3,7 2,6 - 0,9 - - - 48 2,4

4 ОЗШ-З 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-З Дуговая 0,8 3,6 0,4 0,5 - - 4,0 1,4 У-1,0 50 3,3

7 ОЗН-7М Дуговая 0,7 4,1 1,4 0,4 2,0 0,5 - У-0,6 51 3,0

8 ОЗИ-6 Дуговая 1,1 4,3 1,5 0,6 - - 7,5 2,2 у-1,3, Т1-0,2, А1-0.25 58 6,3

9 ЭН-60М Дуговая 0,8 2,7 1,0 0,9 - - 0,9 - [Л-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 ПГУСЧЗО Индукционная 3,9 48,0 3,3 1,5 3,0 - 0,2 - - 54 3,6

13 )ПГУСЧ31 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:

£=0,018X1 + 0,0023Х2 + 0,15X4 + 0,076Х5 + 0,ЗХ6 + 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 чугунок. Износостойкость чугунов определяется прежде Бсего 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 (РезС), 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, s

С Si Мп Cr V AI

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 НК_В 90 и Х12 твердостью ИКС 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 е=2,3.

Таблица 4 - Результаты лабораторных испытаний керамических материалов на абразивное изнашивание, прибор ИМ-01 (абразив - корунд 0,1б...0,32 мм, давление на образец 0,33 МПа)

№ п/п Марка и химический состав Температура обжига,^ Плотность, г/см3 Микротвердость, ГПа Относительная износостойкость, с

1. Сталь 45 (эталон) - 7,80 HRB90 1

2. A120j-76%, Zr02-20%, (Лунат-1) 1450 3,80 16 2,28

3. А120 3-98,8%, (НТК-2) 1520 3,70 16..17 1,37

4. А120 3-99,3%, MgO - 0,5 %, (ТК-Г) 1700 3,90 19...20 3,91

5. WC - 92 %, Со - 8 %, (ВК8) 14,5 17 150,57

6. АЬ0з-95% и 5 % добавок (Лунат-2) 1500 3,70 16...17 3,81

7. Б-11 - 3,76 87HRA 3,72

8. АЬО 3-99,2%, Zr02-0,3%, Сг20з-0,3% (К-1) 1700 3,95 2,90

9. АЬОз(газостат) - 3,92 - 3,49

10. SiC 2000 3,08 25 6,50

11. АЬОз-98% («Дираиокс 975», Англия) 3,79 3,06

12. АЬ0з-98% (22 ХС) - 3,79 - 3,03

13. SbN4 (горячепрессованный) 1900 3,14 17 35,21

14. Si3N4+AI203 (5...7%) спеченный 1900 3,18 17 10,08

15. 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 щ2, который определяется по эмпирическому уравнению:

еР=еж-'7г > (29)

112= 1,75р +0,825,

(30)

где ер - относительная износостойкость материала при давлении абразива р, МПа; е.,,, — относительная износостойкость материала при эталонном давлении р,т=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 ф, который определяется по эмпирическому уравнению:

тр=тзт-щ,

^=9,50^ + 0,04, (31)

где тр - относительная изнашивающая способность почвы при давлении р; 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, шзт 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% нз 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:

2 ' (32)

где та - масса агрегата (трактора и плуга), кг; Уа — 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 о г 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 IVр - энергия, необходимая для разрушения детали, Дж; 8п - площадь опасного сечения детали, см2; КСи„ - ударная вязкость материала, из которого изготовлена деталь, Дж/см*.

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

ксий >

(и +1) ■ с • та -Уа2 ■д

■СОБ(90 -у) -51П Р,

(34)

где та - масса агрегата (трактора и плуга), кг; V,, - линейная скорость агрегата, м/с; п - число корпусов в плуге; с - коэффициент, с=0,09...0,1; я - часть нагрузки плужного корпуса, приходящаяся на лемех, . - .0,6; 7 - угол наклона лемеха к стенке борозды; /? - угол наклона лемеха к дну борозды; Б0 - 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.

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 НКС 58 обеспечивает ударную вязкость КСи=60 Дж/см2 и <т„=1900 МПа. Сталь Л53 при ударной вязкости 30 Дж/см* обеспечивает твердость НИС 30, а временное сопротивление при растяжении ов=1080 МПа.

Исходя из определенных по уравнению 27 показателей относительной износостойкости сталей, в таблице 6 приведены значения твердости, прочности и относительной износостойкости различных сталей при ударной вязкости КСи>30 Дж/см2, которые позволяют обосновать наиболее выгодные марки сталей для изготовления рабочих органов, в частности лемеха, полевой доски.

кси0 > кси,

Л/

(35)

Св.МПа

а)

Он, МИа

б)

On, МПа

в)

Рисунок 5 - Изменение основных характеристик сталей в зависимости от температуры отпуска после закалки: а8 - временное сопротивление при растяжении, МПа; ИКС - твердость; КСи - ударная вязкость, Дж/см2; а - стать 40ХС; б - сталь 40Х; в -___сталь 45,.....сталь Л53

Таблица 6 - Значения твердости, прочности и относительной износостойкости различных сталей при ударной вязкости КСЬ'>30 Дж/см2

Марка стали Минимальная температура ото г пуска, с Ударная вязкость, кси, Дж/см2 Твердость, нас Временное сопротивление, МПа Расчетная относительная износостойкость, е Относительная цена, ОЦ Относительная стоимостная оценка износостойкости, ОЦ/е

45 Тт5 30 30 1050 1,04 1,00 0,96

JT53 325 30 30 1080 1,10 1,20 1,09

65Г 400 30 48 1650 1,86 1,40 0,75

40Х 180 30 55 1800 2,60 1,30 0,50

40ХС 175 60 57 2000 2,80 1,34 0,48

ЗОХГСА 180 52 1700 2,27 1,80 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, ЗОХГСА, 45 и лишь затем - сталь JI53.

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, ЗОХГСА, 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-кориусного 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 ЛУ-2,0; для средних почв К,: 1,5; для тяжелых почв A'j=l,2; для весьма тяжелых Л",=1,0. С учетом этого, по критерию временного сопротивления при растяжении (изгибе) ов 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 3 20 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 XI2 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 т стали X! 2

(рис. 6, в);

нанесением композиционного покрытия на лицевую поверхность

носка.

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 (луговой) электродом Т-590;

приклеиванием клеем БК-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-.16 пластин из корундовой керамики В-11, ТК-Г или Лунат-2,

В соответствии с разработан ним и аналитическими выражениями определения долговечности деталей плужного корпуса и относительной износостойкости Материалов, которые использовались для 1« изготовления и упрочнения. проведены прогнозные расчеты потенциальной долговечности яе-

меха, 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 отвача, 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:

с^-ш+Ф), (36)

где С- удельные затраты на обработку, р/га; Г - ресурс рабочего органа, га; цела 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, грудями отвалов, упрочненными композиционным покрытием, и полевыми досками, упрочненными чугуном ИБЧ300Х9Ф6, показали, что затраты во втором случае уменьшились на 15540 р., т.е. удельные затраты на обработку почвы только на замену рабочих органов снизились с 39,9 до 24,3 р./га, при этом ресурс лемеха увеличился в 2,5 раза, груди отвала - в 2,0 раза, полевой доски - в 4 раза,

Общие 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 но 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 тех-

нической керамики. Определены показатели их относительной износостойкости.

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

6. 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 стати 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.

7. 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 закачка и отпуск до твердости НЯС 55...57 для стали 40ХС и НЕС 50...52 для стали 40Х. Ударная вязкость стали 40ХС при таких режимах термообработки КСЬ'= 60 Дж/см5, стали 40Х - ЛГС£/=30 Дж/см2, временное сопротивление при растяжении соответственно гг„=2000 и 1800 МПа (для сталей 65Г и Л53 указанные параметры равны соответственно: НЯС 48 и 30, АГСС/= 30 и 30 Дж/см2, <7„=Т640 и 1050 МПа).

8. Для повышения долговечности лемеха и обеспечения его равно-стойкости 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.

9. Разработаны аналитические выражения для определения давления почвы на наиболее изнашиваемые участки деталей рабочих органов плуга - лемеха, отвала, полевой доски, в основе которых лежат конструкцион-

ные показатели, технологические режимы вспашки и физическое состояние почвы.

10. Разработана методика по определению толщины упрочняющего слоя для обеспечения равпостойкости носка и лезвийной части лемеха. Даны рекомендации по рациональной толщине упрочняющего слоя носка лемеха для различных марок сталей и различных упрочняющих материалов.

11. 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 %.

12. 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 XI2, корундовой керамики марок ТК-Г и «Лунат-2», композиционным покрытием; отвала (груди отпала) - наплавкой твердых сплавов, корундовой керамикой, композиционным покрытием; полевой доски - наплавкой твердых сплавов, корундовой керамикой, износостойким чугуном, износостойкой сталью XI2.

13. Экономический эффект при использовании разработанных высокоресурсных деталей плужных корпусов вместо серийных в расчете на 1000 га вспашки составляет более 15000 рублей, при увеличении ресурса: лемеха - в 2,5 раза; отвала (груди отвала) - в 2,0 раза; полевой доски - в 4 раза.

Основные положения диссертации 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, B.C. Новиков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2005.-Хн 1.-е. 25-31.

2. Ерохин, М.Н. Выбор марки стали для лемеха плуга [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин // Тракторы и сельскохозяйственные материалы. - 2008. - № 1. - с. 5-8.

3. Новиков, B.C. Повышение долговечности деталей рабочих органов плуга за счет их частичного залипания [текст] / B.C. Новиков, И.А. Азарова // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинженерия». - 2007. - №2. -с. 104-107.

4. Ерохин, М.Н. Повышение прочности и износостойкости лемеха плуга [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинженерия». - 2008. - №3. - с. 100-107.

5. Новиков, B.C. Материаловедческое направление повышения надежности рабочих органов плуга [текст] / B.C. Новиков, И.А. Азарова, Д.А. Сабуркин, H.A. Поздняков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинженерия». -2007. -№3. - с. 132-137.

6. Новиков, B.C. Методика определения долговечности почворе-жущих рабочих органов [текст] / B.C. Новиков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинженерия». - 2008. - №2. - с. 87-99.

7. Новиков, B.C. Математическая модель зависимости износостойкости материалов от их химического состава и твердости [текст] / B.C. Новиков, А.Н. Самойленко // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинжене-рия».-2008,-№3,-с. 124-131.

В патентах на изобретения:

8. Патент №30482 РФ, U1 А01В 3/00. Почвообрабатывающее орудие [текст] / B.C. Бакунов, И.А. Беликов, М.Н. Ерохин, E.H. Коробов, В.М. Короткий, Е.С. Лукин, B.C. Новиков, A.A. Собко, Е.М. Шелков, Э.Н. Муравьев; заявлено 18.03.2003; опубликовано 10.07.2003, бюл. №19. - 1 с.

9. Патент №2243631 РФ, С2, АО 1В 15/00. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия [текст] / B.C. Бакунов, И.А. Беликов, М.Н. Ерохин, Е.С. Лукин, Э.Н. Муравьев, B.C. Новиков, A.A. Собко, Е.М. Шелков; заявлено 03.10.2002; опубликовано 10.01.2005, бюл. №1.-1 с.

10. Патент №53530 РФ, U1 А01В 15/06. Лемех плуга [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин, И.А. Азарова; заявлено 14.09.2005; опубликовано 27.05.2006, бюл. №15. - 1 с.

11. Патент №60832 РФ, U1 А01В 15/00. Полевая доска плуга [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин, И.А. Азарова, Г.И. Сильман; заявлено 27.09.2006; опубликовано 10.02.2007, бюл. №4. - 1 с.

В учебниках и учебно-методических изданиях:

12. Надежность и ремонт машин. Учебник для студентов вузов по агроинженерным специальностям [текст] J B.B. Курчаткин [и др.]. - М.: Колос, 2000. - 775 с.

13. Технология ремонта машин ч. I. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» [текст] / Е.А. Пучин [и др.]. - М.: УМЦ «Триада», 2006. -346 с.

14. Технология ремонта машин, ч. II. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» [текст] / Е.А. Пучин [и др.]. - М.: УМЦ «Триада», 2006.-281 с.

15. Технология ремонта машин. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК» [текст] / Е.А. Пучин [и др.]. - М.: КолосС, 2007. - 487 с.

16. Новиков, B.C. Методические рекомендации к лабораторной работе по исследованию антифрикционных свойств материалов и износа деталей машин [текст] / B.C. Новиков. - М.: МГАУ, 1997. - 13 с.

17. Новиков, B.C. Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей. Методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию для студентов вузов но агроинженерным специальностям [текст] / B.C. Новиков, H.A. Очковский. - М.: МГ'АУ, 2003. -52 с.

18. Выскребенцев, H.A. Сборник тестовых заданий и инженерных задач [текст] / H.A. Выскребенцев, B.C. Новиков. - М.: МГАУ, 2006. - 118 с.

В отчетах о научно-исследовательской работе:

19. Разработать и внедрить в ОАО «Луховицкая сельхозтехника» технологию упрочнения лемехов керамическими материалами: Отчет о НИР / Моск. гос. агроинженерн. университет (МГАУ); рук. М.Н. Ерохин. -М..МГАУ, 1999. - 36 с. -№ГР 0220.0000361.

20. Разработка технологий упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин керамическими материалами и внедрение их на заводах изготовителях: Отчет о НИР / Моск. гос. агроинженерн. университет (МГАУ); рук. М.Н. Ерохин. - М..МГАУ, 2000. - 40с. - №ГР 200100113.

21. Проведение исследований по созданию высокоресурсных рабочих органов почвообрабатывающих машин, обеспечивающих сохранение почвенного плодородия: Отчет о НИР / Моск. гос. агроинженерн. университет (МГАУ); рук. МЛ. Ерохин. - М.:МГАУ, 2004. -93 с. - №ГР 0220.500200.

В других изданиях:

22. Новиков, B.C. Долгая служба плуга [текст] / B.C. Новиков, И.А. Азарова // Сельский механизатор. - 2007. - №6. - с. 37.

23. Орловский В.П. Применение керамических материалов для повышения надежности сельскохозяйственной техники [текст] / В.П. Орловский, B.C. Бакунов, Э.Н. Муравьев, Е.С. Лукин, A.A. Собко, М.Н. Ерохин, B.C. Новиков // Известия Академии инженерных наук РФ. - Н. Новгород, 2001.-с. 88-92.

24. Пучин, Е.А. Ремонт машин как средство повышения их долговечности [текст] / Е.А. Пучин, B.C. Новиков // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2002. - №2. - с. 24-27.

25. Ерохин, М.Н. Новые направления повышения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин - применение технической керамики [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, И.А. Беликов, B.C. Бакунов, В.П. Орловский, Э.Н. Муравьев, Е.С. Лукин, A.A. Собко // Труды МГАУ. -М.:МГАУ, 2000.-С. 45-54.

26. Новиков, B.C. Анализ и обоснование применимости технической керамики в сельскохозяйственном машиностроении [текст] / B.C. Новиков, Н.И. Нилов, И.А. Беликов // Научные труды РИАМА. - Вып.З. - М.:РИАМА, 2000. - с. 27-35.

27. Ерохин, М.Н. Новые технологии упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, H.A. Бе-

ликов //- Пращ' TaepnicKoi державно! зкадемн. Вып. 2, Том 16. Наукове фа-хове видания, Мелитополь, 2000. -с. 98-103.

28. Новиков, B.C. "Увеличение ресурса рабочих органов плуга [текст] / B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин, И.А. Азарова // Сб.: Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. -Брянск: БГСА, 2006. - с. 221-228.

29. Новиков, B.C. Относительная износостойкость сталей в условиях абразивного изнашивания [текст] / B.C. Новиков, Н.И. Нилов, И.А. Азарова, Д.А. Сабуркин И Сб. материалов всероссийского семинара «Внедрение новых технологий производства сельскохозяйственной продукции при участии машинно-технологических станций (МТС)»; - М.: РИАМА, 2006. - с. 39-46.

30. Новиков, B.C. Сравнительные исследования на долговечность серийных и опытных лемехов плуга [текст] / B.C. Новиков, H.A. Поздняков, Д.А. Сабуркин // Международный научный журнал. - 2008. - № 1. - с. .14-18.

31. Новиков, B.C. Высокоресурсные рабочие органы плугов [текст] / B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин, И.А. Азарова // Сборник материалов Всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи. - М.: ВВЦ, 2005.-с. 88.

32. Ерохин, М.Н. Применение керамических материалов для упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин в условиях абразивного изнашивания [текст] / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, И.А. Беликов, B.C. Баку-нов, Э.Н. Муравьев, Е.В. Лукин // Материалы научно-практической конференции. - М.: МГАУ, 1999. - с. 58-60.

33. Новиков, B.C. Упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин технической керамикой [текст] / B.C. Новиков, М.Н. Ерохин, И.А. Беликов, B.C. Бакунов, Е.В. Лукин, Э.Н. Муравьев, В.Н. Орловский, A.A. Собко // Экология и сельскохозяйственная техника, Том 3. - С.-Пб.: СЗНИИМЭСХ, 2000. - с. 160-169.

34. Дипломное проектирование. Учебно-методическое пособие по специальностям «Механизация сельского хозяйства» и «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК» [текст] / А.Д. Ананьин [и др.]. - М.: МГАУ, 2003.- 141 с.

Подписано к печати 03.12.2008 г.

Формат 60x84/16.

Печать трафаретная.

Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 2,4.

Тираж 100 экз.

Заказ №53У

Отпечатано в издательском центре ФГОУ ВПО МГЛУ 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58 Тел. 976-0264

Введение

Глава I. Состояние проблемы. Анализ характера и интенсивности изнашивания деталей рабочих органов плугов.

1.1. Характеристика деталей рабочих органов.

1.2. Физико-механические и технологические свойства почвы и их влияние на изнашивание рабочих органов.

1.3. Характер и интенсивность изнашивания деталей плужных корпусов.

1.3.1. Характер и интенсивность изнашивания "лемеха.

1.3.2. Характер и интенсивность изнашивания отвала.

1.3.3. Характер и интенсивность изнашивания полевой доски.

1.4. Анализ конструкций рабочих органов отечественных плугов и плугов некоторых зарубежных фирм.

1.4.1. Анализ конструкций лемехов отечественных плугов.

1.4.2. Анализ конструкций лемехов зарубежных фирм.

1.4.3. Анализ конструкций отвалов.

1.4.4. Анализ конструкций полевых досок. 49 Выводы. Цель и задачи исследований

Глава II. Научные основы повышения долговечности деталей рабочих органов плуга. 54 2.1. Причины нарушения работоспособности машин и их составных частей. 54 2.2 Виды и стадии изнашивания пар трения.

2.3. Закономерности абразивного изнашивания материалов о почву.

2.4. Критерии предельного состояния рабочих органов плуга.

2.5. Основы расчета динамики изнашивания деталей плужного корпуса и их долговечности.

2.5.1. Аиализ аналитических методов определения износов.

2.5.2. Определение динамики изнашивания и долговечности деталей рабочих органов.

2.6. Повышение долговечности деталей рабочих органов плуга за счет их частичного залипания.

2.7. Конструкционное направление повышения долговечности деталей рабочих органов. 104 2.7.1. Повышение эффективности использования материала рабочих органов за счет обеспечения их равностойкости. 2.7.2. Повышение работоспособности и долговечности лемеха за счет изменения углов наклона лезвия к дну борозды и заточки.

Выводы

Выводы по второй главе:

Глава III. Программа и методика экспериментальных исследований.

3.1. Программа экспериментальных исследований. '

3.2. Методика экспериментальных исследований.

3.2.1. Методика определения износостойкости материалов.

3.2.2. Методика исследования физико-механических свойств образцов, упрочненных различными способами.

3.2.3. Методика исследований прочности клеевых и паяных соединений.

3.2.4. Методика исследования коэффициента трения керамики и композиционного покрытия о почву.

3.2.5. Методика исследования влияния конструкционных параметров опытного лемеха на тяговое сопротивление. 126 3.2.5. Методика сравнительных эксплуатационных испытаний опытных деталей рабочих органов.

Глава IV. Результаты исследования износостойкости материалов и изнашивающей способности почв

4.1. Результаты исследования износостойкости материалов

4.1.1. Износостойкость углеродистых сталей

4.1.2 Износостойкость легированных сталей

4.1.3. Износостойкость наплавочных материалов

4.1.4. Износостойкость белых чугунов

4.1.5. Сравнительная износостойкость керамических материалов

4.2. Зависимость относительной износостойкости материалов от давления

4.3. Изнашивающая способность почв и ее зависимость от давления 162 Выводы

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

5.1. Повышение сопротивляемости лемеха ударным нагрузкам.

5.2. Расчет лемеха на изгиб.

5.3. Результаты испытаний на изгиб образцов, упрочненных наплавкой и цельной металлической пластиной.

5.4. Результаты исследований лемеха и груди отвала на их тяговое сопротивление.

5.5. Выбор марки стали для изготовления лемеха. 199 Выводы

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

6.1. Характеристика опытных лемехов.

6.2. Особенности технологий упрочнения деталей рабочих органов плуга.

6.2.1. Технологии упрочнения деталей рабочих органов наплавкой.

6.2.2. Упрочнение лемеха и полевой доски износостойким чугуном.

6.2.3. Упрочнение лемеха и полевой доски износостойкой сталью XI2.

6.2.4. Упрочнение деталей рабочих органов корундовой керамикой.

6.2.5. Нанесение на интенсивно изнашиваемые участки лемеха и груди отвала композиционного покрытия.

6.3. Прогнозирование долговечности деталей рабочих органов.

6.3.1. Прогнозирование долговечности лемеха.

5.2.2. Прогнозирование долговечности полевой доски.

5.2.3. Прогнозирование долговечности отвала (груди отвала).

6.4. Результаты эксплуатационных испытаний деталей рабочих органов.

6.4.1. Результаты испытаний лемехов.

6.4.2. Результаты испытаний грудей отвала.

6.4.3. Результаты испытаний полевых досок. 257 Выводы 259 Глва VII. Технико-экономическая оценка вариантов упрочнения рабочих органов.

7.1. Критерий технико-экономической оценки эффективности рабочих органов.

7.2. Расчет затрат на упрочнение лемеха по вариантам.

7.3. Эффективность применения композиционного покрытия для упрочнения лемеха.

7.4. Расчет затрат на упрочнение отвала (груди отвала)

7.5. Эффективность применения композиционного покрытия для упрочнения отвала (груди отвала).

7.6. Расчет затрат на упрочнение полевой доски.

7.7. Технико-экономическая оценка применения деталей рабочих органов плуга. 275 Общие выводы. 283 Список использованной литературы. 288 Приложения.

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». К указанным вопросам следует добавить и третий: какой должна быть долговечность деталей рабочего органа для обеспечения высокой эффективности использования орудия.

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».

Хотя за последние годы появились новые технологии сберегающего земледелия, в основе которых лежит отказ от применения плуга, отвальная вспашка очевидно еще долго сохранится, т.к. обеспечить требования защиты окружающей среды в условиях борьбы с сорняками и вредителями растений без применения химических средств защиты растений затруднительно без их глубокого заделывания.

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 составляли в пределах 5 км/ч, сегодня они составляют 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 возросли 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 (ПНЧС) в зависимости от видов почв и их физического состояния колеблются 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 не достаточна.

В последнее время рынок сельскохозяйственной техники в нашей стране, в особенности почвообрабатывающих машин, значительно расширился за счет предложений зарубежных фирм. Широкое распространение в России, в частности, получили плуги таких известных зарубежных фирм, как «Ьешкеп» (Германия), «Куегпе1апс1» (Норвегия), «Уо§е1-Ноо1» (Австрия), и др. Многие сельскохозяйственные предприятия предпочитают приобретать импортную технику в связи с тем, что она обладает целым рядом положительных свойств. За рубежом получили распространение оборотные плуги, обеспечивающие гладкую вспашку без свальных гребней и разъемных борозд.

Зарубежные фирмы предлагают широкую номенклатуру плужных корпусов, отличающихся шириной захвата, формой и типом лемешноотвальной поверхности, что позволяет потребителю подобрать наиболее подходящий из них для своих почвенных условий.

Особенно привлекательным в зарубежных плугах является то обстоятельство, что ресурс их рабочих органов в 2 и более раз превышает ресурс рабочих органов отечественных плугов. Этому способствует обеспечение плугов зарубежных фирм предохранительными устройствами, которые позволяют плужным корпусам огибать препятствия в виде камней, уплотненных участков почвы, других препятствий при пахоте, сохраняя рабочие органы от излома и деформации.

В то же время, как показывают расчеты, несмотря на целый ряд преимуществ, которыми обладают плуги зарубежных фирм, в силу дороговизны самих плугов, а также сменяемых деталей рабочих органов, удельные затраты на проведение вспашки зарубежными плугами превышают затраты на вспашку отечественными плугами не менее чем в 2. .3 раза.

Сравнительные испытания отечественных плугов показывают [8], что по основным агротехническим показателям - крошению почвы, заделке растительных остатков, устойчивости хода по глубине обработки и ширине захвата они не уступают зарубежным.

Одним из направлений повышения эффективности отвальной вспашки отечественными плугами может быть совершенствование конструктивных параметров и технологий упрочнения деталей рабочих органов с целью повышения их работоспособности и долговечности при одновременном снижении удельных затрат на обработку почвы.

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.М., Виноградов В.Н., Голубев И.Г., Ермолов JI.C., Ерохин М.Н., Краснощекое Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Львов П.Н., Михальченков A.M., 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., Хрущев М.М. и многие другие ученые.

В то же время, как показывает анализ, ряд вопросов не получил должного решения. В частности, до настоящего времени нет достаточной обоснованности классификации почв по их изнашиваемости; отсутствуют математические описания относительной износостойкости материалов от их химического состава, а также износа и долговечности деталей рабочих органов в различных условиях изнашивания; нет обоснованных рекомендаций по оптимизации материалов для изготовления деталей рабочих органов, а также конструктивных параметров, обеспечивающих их равностойкость. Не решен ряд других вопросов. Все это свидетельствует о том, что исследования, направленные на повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин, особенно плуга, являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» в течение 1998.2008 г.г. В процессе выполнения работы были реализованы государственные контракты 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;

3. Материаловедческие, конструкционные и технологические параметры лемехов плуга общего назначения;

4. 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 XI2;

- 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.; между нар одной 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 (223 наименования). Работа содержит 334 стр. машинописного текста, включая 93 рисунка, 43 таблицы, 5 приложений.

Общие 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 (е=10) и корундовая керамика марок Б-11, ТК-Г и «Лунат-2» (е=3,8. .3,9).

6. 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/см .

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.

7. 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 НЯС 55.57 для стали 40ХС и НЯС 50.52 для стали 40Х. Ударная вязкость стали 40ХС при таких режимах термообработки КСи=60 Дж/см", стали 40Х - К€1/= 30 Дж/см2, временное сопротивление при растяжении соответственно <те=2000 и-1800 МПа (для сталей 65Г и Л53 указанные параметры равны соответственно: НЯС 48 и 30, КСИ= 30 и 30 Дж/см2, ств=1640 и 1050МПа).

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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: ОД мм - 50 %; 0,05 мм - 30 %; 0,001 мм - 20 %. Соотношение веса корунда и клея в композиции — 60 % и 40 %.

12. 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 XI2, 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 XI2.

13. Экономический эффект при использовании разработанных высокоресурсных деталей плужных корпусов вместо серийных в расчете на 1000 га вспашки составляет более 15000 рублей, при увеличении ресурса: лемеха - в 2,5 раза; отвала (груди отвала) - в 2,0 раза; полевой доски - в 4 раза.

1. Беликов И.А. Повышение долговечности рабочих органов плуга керамическими материалами текст.: дисс. канд. техн. наук /И.А.Беликов. М. 2002. - 162с.

2. Батурин A.A. Влияние механического состава почв на износ лемехов текст.:// Почвоведение, 193 8, № 1 .-с.66-67.

3. Бахтин П.У. Твердость почв и износ текст.:// Тракторы и сельхозмашины, 1973, №2.-с.68-69.

4. Беляев Г.М. Исследование работы самозатачивающихся и стандартных плужных лемехов в условиях тяжелых почв Кубани текст.: дисс. к.т.н. -М., 1957. 139с.

5. Беляев Г.М. К вопросу выбора толщины основного и наплавленного слоя лезвия лемеха при его упрочнении текст.:// Доклады МИИСП, t.IV, вып.4. М., 1969.-е.58-62.

6. Бернштейн Д.Б. Абразивное изнашивание лемешного лезвия и работоспособность плуга текст.:// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2002, №6.-с.39-42.

7. Бернштейн Д.Б. Износостойкость лемехов, зонально упрочненными твердыми сплавами текст.:/ Бернштейн Д.Б., Лискин И.В.//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1988. №9.-с.24-26.

8. Бернштейн Д.Б., Лискин И.В. Лемехи плугов. Анализ конструкций, условий изнашивания и применения материалов текст.:/ Бернштейн Д.Б., Лискин И.В.//Сельскохозяйственные машины и орудия. Серия 2. Вып.З. 1992.-c.35.

9. Бондарев С.Г. Исследование работоспособности лемехов на каменистых почвах и разработка методов повышения их долговечности текст.: Автореферат дисс. канд. техн. наук / С.Г.Бондарев Челябинск. 1971.-210C.

10. Бернштейн Д.Б. Оценка возможности самозатачивания двухслойных почворежущих элементов при абразивном изнашивании текст.:/ Д.Б.Бернштейн//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1985. — №6.-с.31-34.

11. Бернштейн Д.Б. Повышение срока службы плужных лемехов текст.:/ Д.Б.Бернштейн//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. -№7.-с.30-33.

12. Васильев С.П. Об изнашивающей способности почв текст. :/С.П.Васильев, Л.С.Ермолов// Повышение долговечности рабочих деталей почвообрабатывающих машин. М., 1960.-е. 130-141;

13. Виноградов В.И. Исследование работы зубчатых лемехов текст.:/ В.И.Виноградов// Повышение долговечности рабочих деталей почвообрабатывающих машин. -М., 1960.-с.62-79.

14. Виноградов В.И. Сопротивление рабочих органов лемешного плуга и методы снижения энергоемкости пахоты текст.: Автореферат дисс. д.т.н. — М., 1969.-59с.

15. Виноградов В.И. Распределение нормальных давлений на поверхности плоского клина при обработке почвы на повышенных скоростях текст.:/ В.И.Виноградов, М.Д.Подскрепко // Сб. «Усовершенствование почвообрабатывающих машин». М.: НТС ВИСХОМ, 1967.-с.76-78.

16. Винокуров В.Н. Исследование изнашивания рабочих органов культиваторов и обоснование параметров, обеспечивающих их самозатачивание текст.:/ В.Н.Винокуров// Научн. труды ГОСНИТИ, т.2, БТИ ГОСНИТИ, М., 1963.-с.33-34.

17. Винокуров В.Н. Влияние износа плужных лемехов на тяговое сопротивление текст.:/ В.Н. Винокуров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1978. - №5.-с.18-21.

18. Винокуров В.Н. Определение выбраковочных параметров режущих элементов рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудийтекст.:/ В.Н.Винокуров, А.К.Малов, В.В. Конаков// Тракторы и сельхозмашины. 1976. - №10.-с.23-25.

19. Вишняков Л.Я., Винницкий А.Г. Износостойкость углеродистых и высокохромистых сталей текст.:/ Л.Я.Вишняков, А.Г.Винницкий// Металловедение и обработка металлов. 1957. — №4.-с.28-31.

20. Волков И.Ф. Исследование работы самозатачивающихся плужных лемехов в условиях Приморского края текст.:/ И.Ф. Волков// Труды Приморского края СХИ, т.2, Уссурийск, 1967.-с.27-29.

21. Гаркунов Д.Н. Триботехника текст.:/ Д.Н.Гаркунов// М.: Машиностроение. 1989.-с.328.

22. Гаврилов Ф.И. О затылочной фаске лемехов текст.:/ Ф.И.Гаврилов, Е.П.Корушкин// «Сельхозмашины», 1954, - №3.-с.9-11.

23. Гаршин А.П. Керамика для машиностроения текст.:/ А.П.Гаршин, В.М.Гронянов, Г.П.Зайцев, С.С.Семенов//, М.: «Научтехиздат» 2003.-с.380.

24. Винокуров В.Н.Исследование влияния длины носка лемеха и угла наклона затылочной фаски лезвия на глубину пахоты и тяговое сопротивление текст.:/ В.Н.Винокуров// «Тракторы и сельскохозяйственные машины». 1973. — №7-с.20-22.

25. Гончар И.С. Исследование износостойкости отвалов и лемехов тракторных плугов и разработка методов повышения срока службы в условиях Полесья УССР текст.:/ И.С.Гончар// Автореферат диссертации, к.т.н./Киев, 1964, 20с.

26. Горячкин В.П. Собрание сочинений текст.:/ В.П.Горячкин// Том1. — М.: «Колос», 1965 720с.

27. Розенбаум А.Н. Исследование износостойкости сталей для режущих органов почвообрабатывающих орудий текст.:/ А.Н.Розенбаум// Исследование материалов деталей сельскохозяйственных машин. М.: ВИСХОМ, 1969.-с.35-45.

28. Гура Г.С. О природе трения скольжения твердых тел на почве (к расчету рабочих органов почвообрабатывающих машин) текст.:/ Г.С.Гура// «Вестник сельскохозяйственной науки», 1971, №7.-с.43-47.

29. Гутерман П.М. Влияние микроструктуры на износостойкость углеродистых сталей при абразивном изнашивании текст.:/ П.М.Гутерман, М.М.Тененбаум// «Металловедение и обработка металлов», 1956, №11.-С.28-32.

30. Джураев А.Ж. Совершенствование формы лезвий для глубокой обработки почвы текст.:/ А.Ж.Джураев, К.К.Нуриев// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. - №8.-38-39.

31. Довлатян В.А. Исследование износа плоскорежущих лап хлопкового культиватора в зависимости от скорости движения текст.:/ В.А.Довлатян// Автореферат диссертации к.т.н. Ташкент, 1966.-19с.

32. Желиговский В.А. Основы теории технологического процесса вспашки текст.:/ В.А.Желиговский// Доклады ВАСХНИЛ, вып. 11, 1947.-е. 1828.

33. Зеленин А.Н. Физические основы теории резания грунтов текст.:/

34. A.Н.Зеленин// М.: Изд-во АН СССР, 1950.-354с.

35. Канивец И.Д, О влиянии на износ размера абразивных частиц текст.:/ И.Д.Канивец// «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», 1969. №1.-с.39-41.

36. Каплун Г.П. Вопросы долговечности деталей плуга текст.:/ Г.П.Каплун// Вопросы земледельческой механики, том 8. Минск.: Сельхозгиз БССР, 1961.

37. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин текст.:/ Б.И.Костецкий// Москва-Киев: Машгиз, 1959.-c.285c.

38. Кашеев В.П. Абразивное разрушение твердых тел текст.:/

39. B.П.Кашеев// М.: Наука, -1970.-71с.

40. Каталог фирмы «La Pina», 1990 г.

41. Каталог фирмы «Frank», 1990 г.

42. Каталог фирмы «Bellota», 1989 г.

43. Короткевич В.А. Влияние скорости на нормальные удельные давления на поверхности лемехов и отвалов плугов текст.:/ В.А.Коротвевич// «Тракторы и сельскохозяйственные машины», 1965, №11.-С.52-54.

44. Корушкин E.H. О выбраковочном признаке лемеха текст.:/ Е.Н.Корушкин//Труды Новосибирского СХИ, вып.4, 1955.-С.25-28.

45. Крагельский И.В. Трение и износ текст.:/ И.В.Крагельский// М.: Машгиз, 1962.-526с.

46. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ текст.:/ И.В.Крагельский, М.Н.Добычин, В.С.Комбалов// М.: Машиностроение, 1977.-526с.

47. Некрасов С.С. Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению текст.:/ С.С.Некрасов, Г.К.Потапов, А.М.Пономаренко, В.А.Оськин//М.: «Агропромиздат», 1991.-286с.

48. Кубрак И.И. Изменение геометрии плужных корпусов в процессе работы в условиях Новосибирской обл. текст.:/ И.И.Кубрак// Труды Новосибирского СХИ, т.70, 1973.-С.24-27.

49. Лежнев Г.И. Исследование основных технологических свойств западно-сибирских черноземов и их влияние на работоспособность плужных корпусов текст.:/ Г.И.Лежнев// дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Омск.: 1973.-175с.

50. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины текст.:/ М.Н.Летошнев//М.: Сельхозиз, 1955.-764с.

51. Листопад А.И. Износ лемеха и производительность пахотного агрегата текст.:/ А.И.Листопад// «Сельские зори», 1971, №12.-с.22-23.

52. Маяускас И.С. Влияние давления почвы на износ рабочих деталей почвообрабатывающих машин текст.:/ И. С. Маяускас// «Вестник машиностроения», 1958. №10.-с. 18-32.

53. Маяускас И.С. Исследование распределения давления по поверхности лемеха при пахоте текст.:/ И.С.Маяускас// Тракторы и сельскохозяйственные машины, №11, 1958.-c.9-14.

54. Методика установления предельных состояний рабочих органов почвообрабатывающих машин. Общие положения текст. М., ВИСХОМ, 1985.-33с.

55. Могильный И.П. Показатели работы и характер износа лемехов тракторных плугов текст.:/ И.П.Могильный// Сб. «Повышение износостойкости лемехов». М.: Машгиз, 1956.-С.46-52.

56. Морозов А.Х. К вопросу предельного износа лемехов текст.:/ А.Х.Морозов//Волгоградского СХИ, т.14, 1962.-C.23-25.

57. Анискович Г.И. Восстановление и упрочнение деталей почвообрабатывающих машин механизированным диффузионным намораживанием износостойкими сплавами текст.:/ Г.И.Анискович// Автореферат диссертации к.т.н., МГАУ-БГАТУ, 2000.-19с.

58. Euvrard С. Indikations sur les conditions de fabrication, d'utilisation de mise en ocuvie des aciers Triplex «Mission de la siderurgie fine française en URSS», 1977, PP 109-119.

59. Ниловский И.A. Составные лемехи плугов и лапы культиваторов, текст.:/ И.А.Ниловский// Повышение долговечности рабочих деталей почвообрабатывающих машин. M., 1960.-е.55-61.

60. Новожилов В.И. Исследование условий изнашивания лезвий почворежущих деталей и разработка методов ремонта ножей противоэрозийных культиваторов текст.:/ В.И. Новожилов//Автореферат диссертации к.т.н. Минск, 1982.-19с.

61. Огрызков Е.П. Анализ работы плужных лемехов текст.:/ Е.П.Огрызков//. «Тракторы и сельхозмашины», 1959, №11.-С.25-28.

62. Огрызков Е.П. Влияние физико-механических свойств почв на их изнашивающую способность текст.:/ Е.П.Огрызков// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1969. - №7.-с.35-41.

63. Огрызков Е.П. Изнашивание лемехов в условиях западной сибири текст.:/ Е.П.Огрызков// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1974. - №6.-с. 19-21.

64. Огрызков Е.П. Физические основы износа лезвий лемехов текст.:/ Е.П.Огрызков// Земля Сибирская дальневосточная. — 1975. №7.-с.38-40.

65. Огрызков Е.П. Срок службы лемехов текст.:/ Е.П.Огрызков, Г.И.Лежнев// «Земля Сибирская дальневосточная». 1972. - №5.-с.21-22.

66. Огрызков Е.П. Эффективность использования лемехов текст.:/ Е.П.Огрызков, Г.И.Лежнев// «Тракторы и сельхозмашины», 1972, №2.-с. 18-20.

67. Попов И.М. Технический уровень почвообрабатывающих машин текст.:/ И.М.Попов// Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2000. №8.-с.6-8.

68. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов текст.:/ Г.С.Пиаренко, А.П.Яковлев, В.В.Матвеев// Киев.: «НАУКОВА ДУМКА», 1975.-704с.

69. Прокопцев В.И. Предпосылки повышения ресурса плужных лемехов текст.:/ В.И.Прокопцев// «Тракторы и сельскохозяйственные машины». 1998, - №10-с.24-26.

70. Пронин А.Ф. Удельное сопротивление основных типов почв Советского Союза текст.:/ А.Ф.Пронин// «Доклады ТСХА», вып.73, 1962.-е.72-83.

71. Рабинович А.Ш. Главные элементы самозатачивания почворежущих рабочих органов текст.:/ А.Ш.Рабинович// Сб. «Земледельческая механика», т.9., М., Машиностроение, 1966.-с.96-101.

72. Рабинович А.Ш. Разработка и испытания самозатачивающихся лемехов для твердых почв текст.:/ А.Ш.Рабинович// Сборник трудов ВИМ. Вып. 12. -М., 1960.-с.75-83.

73. Рабинович А.Ш. Самозатачивающиеся плужные лемехи и другие почвообрабатывающие детали машин текст.:/ А.Ш.Рабинович// М.: ГОСНИТИ, 1962.-с.24-27.

74. Рабинович А.Ш. Стойкость и самозатачиваемость плужных лемехов и других режущих деталей сельскохозяйственных машин текст.:/ А.Ш.Рабинович// Труды ГОСНИТИ. Т. 19. М., 1962.-с.53-56.

75. Рабинович А.Ш. Элементарная теория и методика проектирования самозатачивающихся плужных лезвий текст.:/ А.Ш.Рабинович// Тракторы и сельхозмашины. 1961. - №10.-с.24-27.

76. Розенбаум А.Н. Исследование износостойкости сталей для режущих органов почвообрабатывающих машин текст.:/ А.Н.Розенбаум// Труды ВИСХОМ, вып.53, 1969.123с.

77. Розенбаум А.Н. Повышение долговечности режущих деталей почвообрабатывающих машин путем применения биметаллов текст.:/ А.Н.Розебаум// дисс.на соиск.уч.ст.канд.техн.наук. М.: 1976 198с.

78. Розенбаум Е.М. К вопросу трения при резании металлов текст.:/ Е.М.Розенаум// Сб. «Трение и износ резания металлов». М.: Машгиз, 1955.-с.78-82.

79. Саакян С.С. Сельскохозяйственные машины текст.:/ С.С.Саакян// М, 1962. 327с.

80. Савин П.И. Исследование износа плужных лемехов и бритв культиватора и пути повышения их срока службы текст.:/ П.И.Савин// автореферат диссертации к.т.н. Ташкент, 1963. 19с.

81. Савицкий К.В. Влияние величины зерна на абразивный износ железа текст.:/ К.В.Савицкий// Труды Сиб. Физико-технического института, Вып.XXXI, 1952.-с.58-63.

82. Стенин П.А. Сопротивление материалов текст.:/ П.А.Стенин// М.: Высшая школа 1983. 296с.

83. Севернев М.М. Износ деталей сельскохозяйственных машин текст.:/ М.М.Севернев// Л.: Колос, 1972. 288с.

84. Севернев М.М. Долговечность и работоспособность сельскохозяйственных машин текст.:/ М.М.Севернев// В кн: «Вопросы земледельческой механики», Т.Х. Минск. Сельхозгиз БССР, 1963.-с.243-261.

85. Севернев М.М. Некоторые вопросы изнашивающей способности почв текст.:/ М.М.Севернев// Труды научной конференции. Минск., 1959.-с.43-46.

86. Серпик Н.М. Исследование изнашивания сталей при трении в свободном абразиве текст.:/ Н.М.Серпик, М.М.Контор// Сб. «Износ и трение металлов и пластмасс». М.: Наука, 1964.-с.34-40.

87. Сидоров С.А. Критерии целесообразности использования в сельхозмашинах упрочненных рабочих органов текст.:/ С.А.Сидоров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1989. - №11.-е.54-56.

88. Синеоков Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин текст.:/ Г.Н.Синеоков//-М.: Машиностроение, 1965. 308с.

89. Синеоков Г.Н. Сопротивление почвы, возникающее при ее обработке текст.:/ Г.Н.Синеоков// Автореферат дисс.канд.техн.наук. М. 1964. 25с.

90. Синеоков Г.Н. Увеличение срока службы лемехов видоизменением их конструкции текст.:/ Г.Н.Синеоков// Повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин. М., 1960.-с.62-79.

91. Синеоков Г.Н. Теория расчета почвообрабатывающих машин текст.:/ Г.Н.Синеоков, И.М.Панов//-М.: Машиностроение, 1979. 332с.

92. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию текст.:/ М.М.Тененбаум// М.: Машиностроение, 1978, 271с.

93. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин текст.:/ М.М.Тененбаум// М.: Машиностроение, 1966, 330с.

94. Тененбаум М.М., Розенбаум А.Н. Расчет изнашивающихся деталей сельскохозяйственных машин текст.:/ М.М.Тененбаум,

95. A.Н.Розенбаум// М.: РТМ 23.2.11-70 ВИСХОМ, 1971, 89с.

96. Тип М.Ю., Токушев Ж.Е. Повышение износостойкости рабочих органов сельскохозяйственных машин текст.:/ М.Ю.Тип,

97. B.Н.Федоров, Е.Ю.Покровская, А.Ю.Волков// Обзорная информация. -М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1986. 34с.

98. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин текст.:/ В.Н.Ткчев// М.: «Машиностроение», 1964. 240с.

99. Тененбаум М.М. Об оценке остроты лезвий почворежущих рабочих органов текст.:/ М.М.Тененбаум, Б.Т.Жусин// Экспресс-информация. Серия 2 «Сельскохозяйственные машины и орудия». М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1984, вып.9, 10с.

100. Храмцов Л.Л. Исследование изнашивания и самозатачивания плужных долотообразных лемехов в условиях Юга УССР текст.:/ Л.Л.Храмцов// Автореферат диссертации к.т.н. Мелитополь, 1969. 19с.

101. Хрущев М.М. Состояние проблемы повышение износостойкости лемеха и перспективный план научно-исследовательских работ в этой области текст.:/ М.М.Хрущев// Повышение износостойкости лемехов, Машгиз, 1956, 30с.

102. Хрущев М.М. Абразивное изнашивание текст.:/ М.М.Хрущев// М.: «Наука»., 1970. 252с.

103. Чириков П.Ф. Зависимость износа плужных лемехов от химического состава и влажности почв текст. :/П.Ф.Чириков// Сб. «Повышение износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин». -Ростов-на-Дону.: ЦБТИ, 1962.-с.42-57.

104. Шпилько Ю.А. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники текст.:/ Ю.А.Шпилько,

105. C.М.Ббаринов// М.: Наука, 1993. 185с.

106. Ю4.Ямпольский Г.Я. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения текст.:/ Г.Я.Ямпольский, И.В.Крагельский// М.: Наука, 1969. 60с.

107. Крагельский И.В. О расчете трущихся сопряжений на износ при микрорезании, пластичном и упругом контакте текст.:/ И.В.Крагельский// Сб. «Износ и антифрикционные свойства материалов». М.: «Наука», 1964.-С.28-36.

108. Крагельский И.В. О механизме абразивного износа текст.:/ И.В.Крагельский, Г.Я.Ямпольский// Изв. Вузов, «Физика», 1986. -№11 .-с.52-54.

109. Сильман Г.И. Чугуны. Рекомендации по выбору марки чугуна для литых деталей машин и оборудования текст.:/ Г.И.Сильман// Брянск, БГИТА, 1999. 72с.

110. Сильман Г.И. Конструкционные стали. Рекомендации по выбору марки стали и вида ее термической и химико-термической обработки для деталей машин и конструкций текст.:/ Г.И.Сильман// Брянск, БГИТА, 1999. 70с.

111. Клецкин М.И. Методические основы постановки работы по повышению надежности и долговечности сельскохозяйственной техники текст.:/ М.И.Клецкин, М.М.Тененбаум// В кН.: Повышение надежности и долговечности с.-х. машин. -М.: ВИСХОМ, 1964.-с.5-25.

112. Семенюк И.М. К вопросу методики исследования рабочих органов почвообрабатывающих машин на износостойкость текст.:/ И.М.Семенюк// Научные труды УНДИМ, t.IV, Киев, 1962.

113. Николаенко Е.Г. Литые лемехи из высокопрочного чугуна для песчаных почв текст.:/Е.Г.Николаенко// «повышение износостойкости лемехов». М.: Машгиз, 1956.-С.34-37.

114. Плаксин A.M. Энергетика мобильных агрегатов в растениеводстве текст.:/ А.М.Плаксин//Челябинск, 2005. 204с.

115. Сельскохозяйственная техника. Каталог. ч.1 текст., ЦНИИТЭИ Госкомсельхозтехника СССР, Москва, 1981.

116. Фирсов М.М. Сельскохозяйственные погрузочно-разгрузочные машины непрерывного действия текст.:/ М.М.Фирсов// М.: ИНФРА, 1996. 240с.

117. Ерохин, М.Н. О совершенствовании конструктивных параметров рабочих органов плуга текст. / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2005. - №1. - с. 25-31.

118. Ерохин, М.Н. Выбор марки стали для лемеха плуга текст. / М.Н. Ерохин, B.C. Новиков, Д.А. Сабуркин // Тракторы и сельскохозяйственные машины > — 2008. №1. - с. 5-8.

119. Новиков, B.C. Повышение долговечности деталей рабочих органов плуга за счет их частичного залипания текст. / B.C. Новиков, И.А. Азарова // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия «Агроинженерия». 2007. - №2. -с. 104-107.

120. Ерохин М.Н. Повышение прочности и износостойкости лемеха плуга текст.:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. -2008. -№2.-с. 10-22.

121. Новиков B.C. Долгая служба плуга текст.:/ В.С.Новиков, И.А.Азарова// Сельский механизатор. 2007. - №6.-с.37.

122. Новиков B.C. Материаловедческое направление повышения надежности рабочих органов плуга текст.:/ В.С.Новиков, И.А.Азарова,

123. Д.А.Сабуркин, Н.А.Поздняков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2007. -№3.-с.132-137.

124. Новиков B.C. Методика расчета почворежущих рабочих органов на долговечность текст.:/ В.С.Новиков// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ, серия «Агроинженерия» 2008. - №2.-с.87-99.

125. 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.

126. Новиков B.C. Технический сервис в агропромышленном комплексе текст.:/ В.С.Новиков// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1996. - №4.-с.21-22.

127. Патент №53530 РФ, Ul А01В 15/06. Лемех плуга текст.:/ М.Н.Ерохин, В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова// Патентообладатели: Ерохин М.Н., Новиков B.C. Опубликовано 27.05.2006, бюл.№15.

128. 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// Патентообладатели: Ерохин М.Н., Новиков B.C. Опубликовано 10.02.2007, бюл.№4.

129. 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,

130. A.С.Кононенко, А.А.Гаджиев//- М.: УМЦ «Триада», 2006. 346с.

131. Пучин Е.А. Технология ремонта машин. ч.И. Учебник для студентов вузов по специальности «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе» текст.:/ Е.А.Пучин, О.Н.Дидманидзе,

132. B.С.Новиков, Н.А.Очковский, В.М.Корнеев, И.Н.Кравченко, А.С.Кононенко, А.А.Гаджиев// М.: УМЦ «Триада», 2006. 281с.

133. Новиков B.C. Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей. Методические рекомендации к курсовому и дипломному проектированию текст.:/ В.С.Новиков, Н.А.Очковский, Н.Ф.Тельнов, К.А.Ачкасов//- М.: МГАУ, 1998. 50с.

134. Новиков B.C. Проектирование технологических процессов восстановления изношенных деталей. Методические рекомендации к курсовому и дипломному проектированию текст.:/ В.С.Новиков, Н.А.Очковский//-М.: МГАУ, 2003. 51с.

135. Ананьин А. Д. Дипломное проектирование. Учебно-методическое пособие для вузов текст.:/ А.Д.Ананьин, В.С.Новиков, В.Н.Байкалова// ГУП «МарПИК», Йошкар-Ола, 2003. 220с.

136. Новиков B.C. Методические рекомендации к лабораторной работе по исследованию антифрикционных свойств материалов и износа деталей машин текст.:/В.С.Новиков//-М.: МГАУ, 1997. 13с.

137. Новиков B.C. Методические указания к лабораторной работе по ремонту сельскохозяйственных машин текст.:/ В.С.Новиков// М.: МГАУ, 2000, Юс.

138. Ананьин А.Д. Сборник тестовых заданий и инженерных задач. Учебное пособие текст.:/ А.Д.Ананьин, В.С.Новиков// М.: МГАУ, 2005. 287с.

139. Разработать и внедрить в ОАО «Луховицкая сельхозтехника» технологию упрочнения лемехов керамическими материалами: Отчет о НИР / Моск. гос. агроинженерн. университет (МГАУ); рук. М.Н: Ерохин. М.:МГАУ, 1999. - 36 с. -№ГР 0220.0000361.

140. Новиков B.C. Анализ и обоснование применимости технической керамики в сельскохозяйственном машиностроении текст.:/ В.С.Новиков, Н.И:Нилов, И.А.Беликов// Научные труды РИАМА. -вып.З. Москва, 2000.-С.27-35.

141. 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.

142. Новиков B.C. Определение коэффициентов повторяемости сочетаний дефектов изношенных деталей текст.:/ В.С.Новиков, И.В.Найден// МГАУ, Технический сервис в АПК. Сборник научных трудов, 1998.-с.48-51.

143. Новиков B.C. Увеличение ресурса рабочих органов плуга текст.:/ В.С.Новиков, Д.А.Сабуркин, И.А.Азарова// Сб.: Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. Бянск: БГСА, 2006.-c.221-228.

144. Новиков B.C. Сравнительные исследования на долговечность серийных и опытных лемехов плуга текст.:/ В.С.Новиков, Н.А.Поздняков,

145. Д.А.Сабуркин// Международный научный журнал. 2008. - №1.-с.1418.

146. Новиков B.C. 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. 88с.

147. Львов П.Н. Расчет абразивной износостойкости текст.:/ П.Н.Львов// Вестник машиностроения. 1959. - №7.-с.28-32.

148. Астахов A.C. Применение технической керамики в сельскохозяйственном производстве текст.:/ А.С.Астахов, Д.С.Буклагин, И.Г.Голубев// М.: ВО «Агропромиздат», 1988. 62с.

149. Бурченко П.Н. Механико-технологическое обоснование параметров почвообрабатывающих машин нового поколения для работы в оптимальном диапазоне скоростей текст.:/ П.Н.Бурченко// автореферат дисс. д.т.н., Москва, ВИМ, 1987. 30с.

150. Тилабов Б.К. Получение износостойких покрытий на поверхностях рабочих органов текст.:/ Б.К.Тилабов, А.А.Мухамедов// Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2002. — №2.-с.42-44.

151. Золотаревский B.C. Механические свойства металлов текст.:/

152. B.С.Золотаревский// -М.: Металлургия, 1983. 352с.

153. Арзамасов Б.Н. Конструкционные материалы. Справочник текст.:/ Б.Н.Арзамасов, В.А.Брострем// -М.: Машиностроение, 1990. 688с.

154. Гельдштейн М.И. Специальные стали текст.:/ М.И.Гельдштейн, С

155. C.В.Грачев//-М.: Металлургия, 1986. 409с.

156. Жарков В.Я. Абразивная износостойкость конструкционных сталей в зависимости от термомеханической обработки текст.:/ В.Я.Жарков, М.М.Контор// Сб. «Износ и антифрикционные свойства материалов». -М.: Наука, 1968.-С.125-132.

157. Капков Г.Е. Основные направления работ по повышению надежности лемехов и отвалов текст.:/ Г.Е.Канков, В.Г.Кирюхин// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1986. -№9.-с.36-68.

158. Клюенко В.Н. Универсальные самозатачивающиеся плужные лемехи повышенной износостойкости текст.:/ В.Н.Клюенко// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1986. - №9.-с.38-42.

159. Бернштейн Д.Б. Износостойкость вальцованных лемехов с переменным профилем лезвия текст.:/ Д.Б .Бернштейн, В.Г.Лозовский, Б.Н.Рузметов, В.П.Хальков, А.И.Прачер// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1986. - №9.-с.42.45.

160. Кардашов Д.А. Синтетические клеи текст.:/ Д.А.Кардашов// М.: Химия, 1978. 160с.

161. Кардашов Д.А. Полимерные клеи. Создание и применение текст.:/ Д.А.Кардашов, А.П.Петрова//-М.: Химия, 1983. 245с.

162. Кленин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины текст.:/ Н.И.Кленин, В.А.Сакун// М.: Колос, 1994. 750с.

163. Семенов А.П. Создание износостойких и антифрикционных покрытий и слоев на поверхностях трения деталей машин новыми методами текст.:/ А.П.Семенов// Трение и износ. 1982. - №3.-с.401-411.

164. Присевок А.Ф. Исследование сопротивления наплавочных материалов абразивному изнашиванию текст.:/ А.Ф.Присевок// автореферат диссертации к.т.н., Минск, 1970. 16с.

165. Сидоров С.А. Технический уровень и ресурс рабочих органов сельхозмашин текст.:/ С.А.Сидоров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. - №3. 29с.

166. Сидоров С.А. Преимущества двойной заточки двухслойного наплавленного лезвия текст.:/ С.А.Сидоров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. -№10.-с.42-43.

167. Сидоров С.А. Повышение ресурса почворежущих органов наплавочными сплавами текст.:/ С.А.Сидоров, А.И.Сидоров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. - №8.-с.20-22.

168. Сидоров С. А. Методика расчета на износостойкость моно- и биметаллических почворежущих рабочих органов . текст.:/ С.А.Сидоров// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. -№12.-с.35-39.

169. Гуляев А.П. Термическая обработка стали текст.:/ А.П.Гуляев// М.: Машгиз, 1960. 252с.

170. Руководящий материал РМ ВИСХОМ 011-67. Методические указания по подбору износостойких материалов для деталей сельскохозяйственных машин.-М.: ВИСХОМ, 1968. 121с.

171. Ткачев В.Н. Принципы создания самозатачивающихся рабочих органов почвообрабатывающих машин текст.:/ В.Н.Ткачев// Ростов-на-Дону, НПО «РОСТНИИТМ», 1991. 44с.

172. Орлов Б.Н. Прогнозирование долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин текст.:/ Б.Н.Орлов// Москва, ФГОУ ВПОМГАУ, 2003. 197с.

173. Львовский Е.М. Статистические методы построения эмпирических формул текст.:/ Е.М.Львовский// -М.: Высшая школа, 1982. 281с.

174. Степанов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник текст.:/ М.Н.Степанов// М.: Машиностроение, 1985. 281с.

175. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента текст.:/Л.З.Румшинский//-М.: Наука, 1971. 192с.

176. Moore М.А. The abrasive wear resistans of surface coatings текст.:/ M.A.Moore// Agricaltural Engineering Research. 1975. - Vol.20.-p.216-231.

177. Richardson R.C.D. The wear metallic peatenals by soil текст.:/ R.C.D.Richardson // Agricaltural Engineering Research. 1967. - Vol.12.-p.48-51.

178. Wingote Hill R. Wear of hardfacing treatment applied to shares of tined tillage implements текст.:/ Wingote Hill R., Davis G., Bowdich H.// Mechanical Engineering Transaction. 1979. - Vol.4.-p.l 1-16/

179. Прокошев B.H. Основы земледелия текст.:/ В.Н.Прокошев// M.: Колос, 1975. 508с.

180. Вопросы физико-химии почв и методы исследования. Сборник статей под редакцией Антипова-Каратаева текст. М. : Изд-во Академии наук СССР, 1959. 250с.

181. Шевченко В.Я. Техническая керамика текст.:/ В.Я.Шевченко, С.М.Баринов// М.: Наука, 1995, 185с.

182. Михальченков A.M. Повышение ресурса лемехов плужных корпусов сварочным армированием текст.:/ А.М.Михальченков, А.М.Коношко// Ремонт, восстановление, модернизация. 2005. - №7.-с.20-24.

183. Бондарев С.Г. Исследование работоспособности лемехов на каменистых почвах и разработка методов повышения долговечности текст.:/ С.Г.Бондарев// автореферат диссертации к.т.н., Челябинск, 1971. 16с.

184. Основы теории и расчета сельскохозяйственных машин на прочность и надежность текст.:/ Под ред. П.М.Волкова и М.М.Тененбаума// М.: Машиностроение, 1977. 309с.

185. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов текст.:/ Г.С.Писаренко, А.П.Яковлев, В.В.Матвеев// Киев, «Наукова думка», 1975. 704с.

186. Белянин П.Н. Технологические методы повышения ресурса и надежности машин текст.:/ П.Н.Белянин// Проблемы надежности и ресурса в машиностроении. -М.: Наука, 1986.-С.69-86.

187. Фрейдин A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений текст.:/ А.С.Фрейдин// М.: Химия, 1981. 289с.

188. Гаврилов Ф.И. О затылочной фаске лемехов текст.:/ Ф.И.Гаврилов, Е.П.Корушкин//- М.: «Сельхозмашины», 1954. №3.-с.9-11.

189. Жуков A.A. Износостойкие отливки из комплексно легированных белых чугунов текст.:/ А.А.жуков, Г.И.Сильман, М.С.Фрольцев// М.: Машиностроение, 1984. 104с.

190. Карягин В.А. Применение высокопрочного чугуна для изготовления лемехов плугов общего назначения текст.:/ В.А.Карягин// дисс.канд.техн.наук, Саратов, 1995. 185с.

191. Конаков В.Н. Исследование работоспособности плужных лемехов в зависимости от физико-механических свойств почв нечерноземной зоны РСФСР текст.:/В.Н.Конаков//дисс.канд.техн.наук, 1978. 142с.

192. Конкин Ю.А. Экономическое обоснование внедрения мероприятий научно-технического прогресса в АПК текст.:/ Ю.А.Конкин,

193. A.Ф.Пацкалев, А.И.Лысюк//- М.: МГАУ, 1991. 71с.

194. Кряжков В.М. Надежность и качество сельскохозяйственной техники текст.:/В.М.Кряжков//-М.: Агропромиздат, 1989. 335с.

195. Кубрак И.И. О работе двухслойных лемехов текст.:/ И.И.Кубрак// Повышение износостойкости лемехов. 1956.-с.113-122.

196. Клочков A.B. Сельскохозяйственные машины текст.:/ А.В.Клочков, Н.В.Чайчиц, В.П.Буяшов//Минск, «Ураджай», 1997. 492с.

197. Лялякин В.П. Восстановление и упрочнение деталей текст.:/

198. B.П.Лялякин// Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2001. №6.-с. 14-15.

199. Клецкий М.И. Повышение режущей способности самозатачивающихся лезвий текст.:/ М.И.Клецкий, В.Я.Сольников// Повышение надежности и долговечности сельскохозяйственных машин. Материалы всесоюзной научно-технической конференции. М.: ВИСХОМ, 1964. 630с.

200. Тиц М.Ю. Комплексная САПР перспективных материалов для рабочих органов для сельхозмашин текст.:/ М.Ю.Тиц, Е.Ю.Покровская// Обзорная информация. -М.: ЦНИИТракторсельхозмаш, 1988. 34с.

201. Шитов А.Н. Повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин электроконтактной обработкой (на примере лемеха плуга) текст.:/ А.Н.Шитов// дисс.канд.техн.наук, 2005. 148с.

202. Технологические основы обеспечения качества машин текст.:/ Под общей редакцией акад. АН СССР К.С.Колесникова// М.: Машиностроение, 1990. 253с.

203. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин текст.:/ М.А.Балтер// М.: Машиностроение, 1978. 184с.

204. Кудинов В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий текст.:/ В.В.Кудинов//-М.: Машиностроение, 1981. 192с.

205. Лахтин Ю.М. Химико-термическая обработка металлов текст.:/ Ю.М.Лахтин, Б.Н.Арзамасов//-М.: Металлургия, 1985. 256с.

206. Лашманов A.M. Остаточные напряжения и их влияние на износостойкость текст.:/ A.M.Лашманов, Л.М.Рыбакова// Вестник машиностроения. 1985. - №9.-с.8-12.

207. Дроздов Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях текст.:/ Ю.Н.Дроздов, В.Г.Павлов, В.Н.Пучков// М.: Машиностроение, 1986. 182с.

208. Журавлев В.Н. Машиностроительные стали. Справочник текст.:/ В.Н.Журавлев, О.И.Николаев//-М.: Машиностроение, 1986.<384с.

209. Материаловедение текст.:/ Под редакцией Б.Н.Арзамасова// М.: Машиностроение, 1986. 384с.

210. Винокуров В.А. Теория сварочных деформаций и напряжений текст.:/ В.А.Винокуров, А.Г.Григорьянц//- М.: Машиностроение, 1984. 273с.

211. Долецкий В. А. Увеличение ресурса машин технологическими методами текст.:/ В.А.Долецкий, В.Н.Бунтов, Ю.А.Легенкин// М.: Машиностроение, 1978. 213с.

212. Зангиев A.A. Производственная эксплуатация машинно-тракторного парка текст.:/ А.А.Зангиев, Г.П.Лышко, А.Н.Скороходов//- М.: Колос, 1996. 320с.

213. Методические рекомендации по оценке топливно-энергетических затрат на выполнение механизированных процессов в растениеводстве текст.: М.: ВИМ, 1985. 60с.

214. Дроздов Ю.Н. К разработке методики расчета на изнашивание и моделирование трения текст.:/ Ю.Н.Дроздов. В кн. Износостойкость. Под редакцией А.А.Благонравова//- М.: Наука, 1975. 194с.

215. Ермолов JT.C. Повышение надежности сельскохозяйственной техники текст.:/Л.С.Ермолов//-М.: Колос, 1979. 255с.

216. Браун Э.Д. Трение и изнашивание в машинах текст.:/ Э.Д.Браун, Ю.А.Евдокимов, A.B.Чичинадзе//-М.: Машиностроение, 1982. 1190с.

217. Каплун Г.П. Исследование влияние свойств почв на долговечность деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин текст.:/ Г.П.Каплун//Минск, АН БССР, 1960. 53с.

218. Старцев C.B. Повышение эффективности использования пахотных агрегатов путем улучшения их эксплуатационно-технологических параметров. Диссертация д.т.н. текст.:/ C.B.Старцев// Саратов, 2004. 357с.

219. Бурченко Д.П. Рабочие органы щадящего типа для предпосевной обработки почвы текст.:/ Д.П.Бурченко, П.Н.Бурченко// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000. - №1.-с.23-25.