автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, применяемых в сельском и лесном хозяйствах

На правахлукописи

СИДОРОВ СЕРГЕИ АЛЕКСЕЕВИЧ

Повышение долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, применяемых в сельском и лесном хозяйствах

Специальность 05 20 01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

05 21 01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2007

003064367

Работа выполнена в Московском государственном университете леса (МГУЛ), Научно - исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения им В П Горячкина (ОАО «ВИСХОМ») и Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства Россельхозакадечии (ГНУ «ВИМ» Россель-хозакадемии)

Научный консультант доктор технических наук, профессор Винокуров Василий Николаевич

Официальные оппоненты

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Дмитриченко Сергей Семенович, доктор технических наук, профессор Быков Владимир Васильевич,

доктор технических наук, профессор Шмоппн Владимир Алексеевич Ведущая организация Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт ремонта и экслуатации машинно-тракторного парка» (ГНУ «ГОСНИТИ»)

Защита состоится 19 сентября 2007 года в ю часов на заседании Диссертационного Совета Д 217 046 01 во «Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения им ВП Горячкина» (ОАО «ВИСХОМ») по адресу 127247, г Москва, Дмитровское шоссе, 107

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВИСХОМ»

Автореферат разослан «31» июля 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Власенко Василий Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Обработка почвы является важнейшей и наиболее трудоемкой операцией при производстве сельскохозяйственной продукции и лесовозведешш Ее качество зависит от параметров и состояния рабочих органов

Рабочие органы почвообрабатывающих машин эксплуатируются в почвенной абразивной среде Вследствие изнашивания они изменяют свои форму и размеры, что отрицательно влияет на агротехнические и энергетические показатели той или иной операции обработки почвы

Несмотря на проведенные ранее исследовательские работы проблема повышения долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин до настоящего времени остается достаточно острой

Ресурс серийных лемехов плугов не превышает 5 22 га, дисков тяжелых и полевых борон, лесных дисковых культиваторов 8 20 га, лап и наралышков культиваторов 7 18 га Это, соответственно, негативно влияет на надежность почвообрабатывающих машин и орудий и приводит к необходимости выпуска большого количества запасных частей, расходованию на эти цели в РФ более 60 тыс тонн металлопроката в год

Кроме того, многие серийные рабочие органы имеют повышенные удельные нагрузочные показатели (особенно в изношенном состоянии), что приводит к увеличенному расходу топлива

Для существенного повышения ресурса и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин необходим комплексный подход к решению проблемы, под которым подразумевается совместный учет конструктивных, силовых, технологических факторов, влияющих на работоспособность, износостойкость и прочность деталей

Углубление теоретических основ резания почвы лезвием, обоснование параметров, обеспечивающих увеличение конструкционной и материаловед-ческой износостойкости рабочих органов, а также разработка практических мероприятий по повышению их долговечности составляют научную проблему данной работы, от решения которой, в значительной степени, зависит эффективность использования почвообрабатывающих машин и орудий в сельском и лесном хозяйствах

Объектом исследования являются процессы взаимодействия основных видов режущих быстроизнашиваемых рабочих органов почвообрабатывающих машин (лемехов, лап, дисков и др ) с обрабатываемой средой (почвой, древесными и каменистыми включениями)

Предметом исследования являются способы повышения долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатирующихся в условиях изнашивания, воздействия почвенного уплотненного ядра, древесных и каменистых включений

Целям» исследования являются разработка методик оценки нагрузочной способности и расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин на износостойкость и прочность, обоснование и выбор способов повышения их долговечности и работоспособности с учетом конструктивных, технологических и материаловедческих факторов

Методы исследования Теоретические исследования базировались на математическом и физическом моделировании условий эксплуатации, нагружения и изнашивания рабочих органов, а также на положениях механики грунтов и теории резания почв Экспериментальные исследования выполнялись в полевых и лабораторных условиях с использованием нового и известного стендового, технологического и другого оборудования Обработка экспериментальных данных проводилась методами математической статистики

Научную новизну составляют

1 Подтвержденная экспериментально научная гипотеза, объясняющая характер силового воздействия почвы на лезвие

2 Система математических моделей, теоретических и эмпирических зависимостей, позволяющих

- определять нагрузки, действующие на различные типы рабочих органов с учетом изменяющихся режимов работы, установочных и геометрических параметров изделий, эксплуатационных условий, наличия в почве древесных и каменистых включений,

- обосновывать геометрические параметры рабочих органов, в том числе двухслойных лезвий, имеющих улучшенное формообразование, в зависимости от действующих нагрузок и физико-механических свойств применяемых материалов,

- определять количественные характеристики «изнашивающей способности почв»,

- рассчитывать рабочие органы на износостойкость и прочность

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена большим объемом лабораторных и эксплуатационных испытаний, длительной производственной проверкой характеристик разработанных рабочих органов почвообрабатывающих машин, а также достаточно высокой сходимостью теоретических и экспериментальных данных

Практическую ценность составляют

- методика определения нагрузок, действующих на рабочие органы почвоб-рабатывающих машин и оценка влияния различных конструктивных, эксплуатационных и установочных параметров на силовые и агротехнические показатели машин и орудий для обработки почвы,

- методика выбора конструктивных и материаловедческих параметров двухслойных рабочих органов с улучшенными условиями формообразования лезвия,

- конструкция «кругового почвенного стенда» для испытаний образцов рабочих органов на линейную износостойкость,

- эффективный способ упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин плазменной дуговой наплавкой в среде сжатого воздуха, позволяющий многократно увеличить износостойкость деталей,

- опытно- промышленные наплавочные установки для упрочнения различных типов почворежущих рабочих органов,

- новые наплавочные твердые сплавы с улучшенными раскислительиыми свойствами и повышенной износостойкостью,

- технические требования к свойствам сталей для рабочих органов почвообрабатывающих машин и рекомендации по применению конкретных марок металлопроката,

- общая методика выбора конструктивных и материаловедческих параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин с повышенными характеристиками работоспособности и ресурса и технология их изготовления

Реализация результатов исследовании

Ряд разработанных упрочненных рабочих органов (лемехи, лапы, диски), получивших положительные рекомендации по результатам государственных и ведомственных испытаний, внедрены в производство на шести предприятиях РФ (ОАО «РТП Петровское», Ставропольский край, ОАО «Архангельское РТП», Республика Башкортостан, ОАО «МЭМЗ», г Москва и др )

За последние три года суммарный ежегодный выпуск упрочненных рабочих органов достигает 47 тысяч единиц на сумму порядка 33 млн руб

Лпробацпя работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научио-технических конференциях МГУЛ (г Москва, в 1989, 1995,1997 2007 г г), на секции «Надежность и материалы» НТС ОАО «ВИСХОМ» (г Москва, в 1989, 1995, 1999 г), на НТС ГСКБ ПО «Сибсель-маш» (г Новосибирску 1986 90 г г), на секции «Технический сервис» Всероссийской научно- практической конференции «Техническая политика в АПК России» (г Ижевск, в 1994 г), на научно-практической конференции «Инженерное обеспечение агропромышленного комплекса» (г Орел, 1998г)

Разработанные упрочненные рабочие органы экспонировались на ВВЦ (г Москва, в 1999 и 2001 гг, получены две медали «Лауреат ВВЦ»), на выставке сельскохозяйственной техники в г Добрич (Болгария, в 1999 г), на выставках-демонстрациях «День Российского поля» (г Рязань, в 2005г и в г Саранске, 200бг)

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 30 работ общим объемом 7 п л , включая раздел в энциклопедии «Машиностроение» и 3 патента на изобретения Лично автором опубликовано 13 работ общим объемом 4 п л

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованных источников (162 наименования) Работа содержит 390 страниц основного текста, включающего 33 таблицы и 56 рисунков, а также 16 приложений на 50 страницах

На защиту выносятся-

1 Теоретическое обоснование условий, характеристик и параметров процесса резания почвы лезвием с циклически образующимся «уплотненным почвенным ядром»

2 Конструктивные и материаловедческие параметры основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин применяемых в лесном и сельском хозяйствах, обеспечивающие повышение их ресурса до 6-ти раз, увеличение прочностных характеристик до 1,8 раза и улучшение агротехнических и удельных энергетических показателей обработки почвы до 20 25%

3 Система математических выражений для

- расчета нагрузок, действующих на рабочие органы почвообрабатывающих машин, учитывающих влияние различных факторов, включая воздействие на рабочие органы древесных и каменистых включений,

- расчетов рабочих органов на износостойкость

4 Условия улучшенного формообразования двухслойных лезвий

5 Математическое описание «изнашивающей способности почв»

6 Методика выбора рациональных параметров рабочих органов по критерию прочности

7 Рекомендации по эффективному использованию способа упрочнения рабочих органов и применению новых износостойких материалов и сплавов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом главе изложено состояние проблемы, сформулированы основные задачи и направления исследований, приведены программа и общая методика проведения исследований

Наиболее значимый вклад в изучение эксплуатационных характеристик, работоспособности и износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин внесли отечественные и зарубежные ученые Бартенев И М , Бернштейн Д Б , Винокуров В Н , Гончаров П Э , Горячкин В П , Гячев Л В , Далин А Д , Ермолов J1 С , Загоруйко А Ф , Казаков В И , Канарев Ф М , Ка-рамышев В Р , Краснощеков Н В , Маяускас И С , Нартов П С , Ниловский И А , Огрызков Е П , Панов И М , Посметьев В И , Пронин А Ф , Рабинович А Ш , Розенбаум А Н , Севернев М М , Синеоков Г Н , Стрельбицкий В Ф , Ткачев В Н , Тененбаум М М , Годвин Г, Гордон Е , Джоне Р , Джонстон Р , Ратье У , Сейг Д , Эллот М и др

Анализ ранее выполненных работ позволил определить и изучить ряд теоретических и практических проблем по указанному направлению, которые до настоящего времени не были решены

В настоящее время в нашей стране практически все рабочие органы почвообрабатывающих машин, используемых как в лесном так и в сельском хозяйствах, изготавливаются из трех основных видов сталей 65Г, 45, Л53 Износостойкость и прочность этих сталей невысоки На некоторых предприятиях РФ, с целью повышения износостойкости, применяется наплавка изнашиваемых частей рабочих органов токами высокой частоты либо сварочным твердосплавным (обычно марки Т-590) электродом При этом не обеспечивается металлургическое качество наплавки (перегрев основы и сплава, высокая глубина проплавления, высокозернистая микроструктура и пр ) и соблюдение технологических параметров (толщины и ширины слоя) Кроме того, у таких наплавочных технологий существуют значительные ограничения по химическому составу, свойствам (магнитность и др ), толщине наносимых износостойких материалов

Конструктивные параметры упрочненных серийных деталей (место и сторона упрочнения, соотношение коэффициентов относительной износостойкости материалов основы и упрочняющего слоя, толщины материалов основы и упрочняющего слоя, угол заострения лезвия и др ) также не достаточно обоснованы Указанные детали имеют не только пониженную так называемую материаловедческую износостойкость, но и невысокую «конструкционную износостойкость» Научные основы проектирования почворежущих рабочих органов повышенной износостойкости до настоящего времени разработаны не полностью В частности, не решена проблема математического расчета деталей на износостойкость, не разработано математическое описание «изнашивающей способности почв», существующие методы определения параметров двухслойного почворежущего лезвия по «теории самозатачивания» не всегда точны и не применимы для всех почвенных условий, не решен ряд других вопросов

Также следует отметить, что хотя и имеется достаточно много работ, в которых представлены расчетные методы определения нагрузок на рабочие органы, но по ним не всегда можно оценить влияние различных параметров (установочных и, особенно, геометрических) рабочих органов на их силовую характеристику и работоспособность

В этой главе приведен сравнительный анализ условий эксплуатации почвообрабатывающих машин и орудий и их рабочих органов, применяемых в сельском и лесном хозяйствах Отмечается, что рабочие органы почвообрабатывающих машин, используемых в лесном хозяйстве, испытывают в 1,5 3 раза большее усредненное рабочее сопротивление, чем рабочие органы, используемые для обработки почвы в сельскохозяйственном производстве По нашим данным, эта разница носит статистическую, а не принципиальную природу, т к количество повышенных циклов нагружений у лесных почвообрабатывающих орудий хотя и существенно больше в сравнении с аналогами, используемыми в сельском хозяйстве, но в целом оно во много раз меньше принятого в машиностроении количества циклов (6 10б), характеризующего предел выносливости сталей Поэтому, можно сделать вывод, что рабочие органы почвообрабатывающих машин, используемых в сельском и лесном хозяйствах, имеют сходные условия эксплуатации

На основании проведенного анализа состояния проблемы определены следующие основные направления и задачи исследований:

- провести анализ работоспособности и износостойкости серийных рабочих органов почвообрабатывающих машин, используемых в сельском и лесном хозяйствах,

- разработать методику расчета нагрузок, действующих на различные виды рабочих органов почвообрабатывающих машин, учитывающую влияние эксплуатационных, установочных и конструктивных факторов, включая факторы воздействия на рабочие органы древесных и каменистых включений,

- изучить и теоретически обосновать условия резания почвы лезвием на основании «физической теории резания грунтов» и других теоретических положений, а также оценить влияние различных факторов на лезвийные нагрузки,

- разработать методику оценки и определения значений критериев предельных состояний различных типов рабочих органов в зависимости от условий эксплуатации,

- разработать методику аналитического определения величин линейного износа рабочих органов (как монометаллических так и биметаллических) в зависимости от наработки и других условий, с учетом математического описания «изнашивающей способности почв»,

- определить параметры изменения профиля лезвия рабочих органов в процессе изнашивания и параметры и условия улучшенного формообразования биметаллических лезвий,

- проанализировать влияние различных факторов на линейную износостойкость и другие параметры профиля лезвия и дать рекомендации по про-

ектировашпо рабочих органов повышенной износостойкости и работоспособности,

- обосновать и разработать эффективный способ упрочнения рабочих органов и подобрать износостойкие материалы (стали, сплавы),

- исследовать прочностные свойства рабочих органов почвообрабатывающих машин, причины их выхода из строя по прочности (поломки, деформации), выбрать новые марки сталей повышенной прочности,

- разработать методику совместного расчета рабочих органов на прочность и износостойкость,

- оценить экономическую эффективность использования рабочих органов с повышенными характеристиками ресурса и работоспособности,

- разработать методику выбора конструктивных п материаловедческих параметров основных видов рабочих органов, используемых для обработки почвы и имеющих повышенные характеристики работоспособности и ресурса

Во втором главе определены силовые характеристики рабочих органов почвообрабатывающих машин и влияние на сопротивление резанию лезвием «почвенного уплотненного ядра»

Разработка расчетной аналитической модели для определения нагрузок, действующих на рабочий орган почвообрабатывающего орудия, осуществлялась на основании учета свойств почвы и механики конкретного почвообрабатывающего элемента За основу была взята принципиальная расчетная схема, предлагаемая американскими учеными Р Годвином, Д Сейгом, М Эллотом Согласно принятой схеме сопротивление обрабатываемого материала (почвы, древесных и каменистых включений) воздействию на него рабочего органа разделяется на две главные составляющие

- реакция на передней (вогнутой, лицевой) части рабочего органа,

- реакция на задней (тыльной, выпуклой) части рабочего органа, т е , главным образом, реакция на лезвии

На лицевую поверхность рабочего органа действуют следующие виды сил (для примера па рис 1 приведены нагрузки, действующие на лемешно-отвальнуш поверхность корпуса плуга)

= ~р + Т + ~Р - Н СП

лицевом поверхности 1 ' нечтир препятствии > "1 V /

где Р - сила деформации почвенного пласта, Н,

пл - суммарная сила инерции при сходе пласта и сила преодоления сгру-живания почвенной массы при сходе пласта, Н,

Р неэткр препятствии - сила воздействия древесных и каменистых незакрепленных препятствий, Н Сила деформации почвенного пласта на передней части рабочего органа рассчитывается по зависимости

Р = к0 8., эт а + Р г, Н,

(2)

где к о - удельное сопротивление почвы, МПа,

8 т - плошадь поперечного сечения, погруженной в почву на глубину «а», части рабочего органа, м",

а - угол атаки, градус, Р Р —динамическая составляющая силы деформации пласта, является уравновешивающей сил динамического давления и подпора почвы, Н

Под удельным сопротивлением почвы нами подразумевается отношение суммарного (тягового, поперечного и заглубляющего) сопротивления почвы к фронтальному сечению, погруженной в почву части рабочего органа Аналогичное определение удельного сопротивления имеет место в работе представленных американских ученых

к о = Т ср А , А 2 А з А 4 , МПа, (3)

где Т ср - средняя твердость почвы на глубине обработки, МПа,

А 1 - коэффициент пропорциональности, учитывающий соотношение предельных нормальных напряжений при сжатии с ограниченным расширением Определяется с учетом рекомендаций Г Н Покровского и Т М Гологурского и зависит, по нашим данным, от угла крошения и параметров вогнутости конкретных рабочих органов

А , = Е+/(У) = 6 104 В + ^ +/00, (4)

где е - коэффициент, зависящий от угла крошения «В» (рис 1),

/(V) - поправочный коэффициент, учитывающий параметры вогнутости на лицевой стороне рабочего органа (объем и длину пути почвы по рабочему органу на глубине обработки), А 2, Аз, А 4, - коэффициенты, учитывающие, соответственно, величину перекрытия пластов между рядом стоящими рабочими органами, значение собственно твердости почвы и влияние на сопротивление почвы впереди стоящего рабочего органа, А 2 - выражается показательной функцией, А 3 - параболической убывающей функцией,А 4 - гиперболической функцией Р г определялось с учетом разработок Г Н Синеокова и М П Набатян, а также согласно результатам наших экспериментальных исследований

Pr=2 Sa Yo6 Sin a sm(|) kcrp,H, (5)

где y 06 - объемная масса почвы, кг/м3, V — скорость движения, м/с,

к сф - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления за счет

сгруживания почвы при увеличении скорости обработки, F сх пл - возникает при сходе пласта ( впервые определена Ф М Канаре-вым для дисковых рабочих органов), рассчитывается по эмпирической зависимости

1 с\ пл v 14 геометр k a к v к w , Н, (6)

где V-мгновенный объем почвы, поступающей на рабочий орган, см 3(м3), к геометр - коэффициент, учитывающий геометрические особенности поверхности рабочего органа, по которой сходит пласт (главным образом угол крошения, длину отвального плеча, кривизну и др ), Н/см3 (Н /м3),

k a , к у , к w - коэффициенты, учитывающие, соответственно, угол атаки, скорость обработки и влажность почвы Силу воздействия незакрепленных препятствий предлагается рассчитывать как ударную нагрузку

Рпр вез1кр = m у , Н, (7)

где m - масса препятствия, кг, t - время соударения, с

Определение времени «t» достаточно затруднено, с учетом анализа «синхронных диаграмм движения лесного дискового культиватора», построенных В И Посметьевым, можно установить, что t = 0,015 0,025 с

Расчет усилий, действующих на тыльную (лезвийную) часть рабочих органов производился на основе «физической теории резания грунтов» и теории «уплотненного почвенного ядра»

Впервые о наличии уплотненного ядра упоминается в трудах Е Дингли-дера и У Ратье, которые в своих опытах по протаскиванию в песке лезвий определили, что впереди лезвия образуется «тело повышенного давления» из песка, которое разделяет окружающие частицы

Согласно исследованиям И Я Айзенштока, А Н Зеленина и результатов наших опытов можно предположить, что процедура образования уплотненного ядра носит циклический характер Частицы почвы в ядре хотя и имеют скорость скольжения существенно меньше поступательной скорости рабочего органа, тем не менее, они также постоянно перемещаются, создавая, при этом, определенное (по нашим предварительным данным относительно постоянное) давление на рабочие поверхности лезвия и, соответственно, изнашивая их

В процессе исследований выявлены определенные несоответствия между реальными значениями общих нагрузок, действующих на рабочие органы, и суммарными значениями удельных нагрузок, приходящихся непосредственно на изнашиваемые поверхности

- неадекватность суммарной величины удельных нагрузок, приложенных непосредственно к изнашиваемым поверхностям лезвий, и общих значений нагрузок, действующих на рабочие органы,

- неадекватное расчетному (согласно известных расчетных схем) увеличение тяговых и боковых составляющих усилий при затуплении лезвия, исходя только из геометрических условий (т е даже без учета первого несоответствия),

- невозможность «управлять» процессом изнашивания упрочненного с нижней стороны лезвия, при его затуплении, т е определенная стабильность процесса изнашивания при фактическом росте общих нагрузок и изменении их соотношений

Указанные несоответствия могут быть объяснены образованием уплотненного почвенного ядра

Сформулирована рабочая гипотеза, обосновывающая схему силового воздействия почвы на лезвийную часть рабочего органа «На режущую поверхность лезвия рабочего органа воздействует относительно постоянная уде 1ышя нагрузка , величина которой зависит точько от физико-механических свойств почвы, установочных и скоростных параметров орудия и не зависит (либо слабо зависит) от геометрии лезвия и параметров его затуп гения Причиной постоянства удельной нагрузки, при одновременном существенном уветчении общего сопротивления (при затуплении лезвия) рабочего органа и орудия в целом, является утоптанное почвенное ядро, цик^шческн образ) ющееся перед и под лезвием и создающее до-почншпетьную си ¡у трения грунта о грунт Это добавочное усилие составляет значитетьную часть повышенного общего сопротивчения» Гипотеза получила подтверждение при оценке износостойкости почворежущих деталей На основании главных ее положений была разработана модечь расчета рабочих органов на износостойкость (см описание исследований в главе 3)

Приведенные несоответствия также частично могут быть объяснены тем фактом, что при возникающем уплотненном ядре изменяется величина угла трения «почва-сталь» на величину угла трения «почва-почва» и, соответственно, изменяется направление действия нагрузок на лезвие

Кроме того, на основании теории уплотненного почвенного ядра может быть научно объяснено известное положение о негативном влиянии на нагрузочную способность «затылочной фаски» рабочих органов Природа этого явления (резкого роста сопротивления при увеличении угла наклона и ширины затылочной фаски у большинства рабочих органов почвообрабатывающих машин) такова (см рис 2) При увеличении износа и, соответственно, увеличении угла наклона затылочной фаски (т е при отрицательном заднем угле резания «с») значительная часть уплотненного почвенного ядра

переходит на (под) заднюю грань лезвия (рис 2, б, в), где условия разгружения, согласно «физической теории резания грунтов», намного труднее

В работе проведены аналитические исследования по определению направлений действия равнодействующей нагрузки па лезвие лемешных и лаповых рабочих органов в зависимости от степени и вида его затупления (рис 3)

Для случая острого лезвия (рис 3, а)

5~ | [ 2 е + i], градус (8)

Для случая затупления с явно выраженной затылочной фаской (рис 3, б)

5 = 90 - в отр - ф „п, градус (9)

Для случая затупления с выраженной поперечной площадкой износа (рис 3, в)

5 = e+ ¿+ £. Ът. градус, (10)

4 4 4 v '

где 8 , £ отр - соответственно, положительный и отрицательный задние углы

резания (углы зазора), градус,

ф пп - угол трения почва-почва, градус,

Н", II" - соответственно, векторные составляющие реакции почвы со стороны нижней и верхней граней лезвия

5 ср , 5 „, 5 ц 6ПЛ - углы отклонения соответствующих реакций почвы на сопротивление внедрению лезвия от горизонтали

Для сферических дисковых рабочих органов угол 0Л, определяющий направление реакции почвы на лезвие диска (отклонение от вертикали), рассчитывается по эмпирической зависимости

0 л~ U5 ( sin i f , рад, (И)

где а - глубина обработки, см, D - диаметр диска, см

Реакция на задней (лезвийной) поверхности рабочего органа определяется по зависимости

М зад ней п стч Н „ + Н древ перерез ^ каменист древ неперерез 5 ( 1 2)

где Н л - реакция почвы на сопротивление внедрению лезвия, Н Н дРев перерез - нагрузка на лезвие рабочего органа со стороны

древесных перерезаемых препятствий, Н, Н каменист древ неперерез - нагрузка на лезвие рабочего органа со стороны закрепленных каменистых и древесных неперерезаемых мых препятствий, Н

а) лезвие острое б) лезвие ">меренно" зачтено в) чезвне сильно за гуплеж (задний уго i (задний угол резания £=0) (задний угол ремнич е<0) резания е>0)

Рис 2 Гипотетическая схема вопейстия уплотненного ядра почвы на лезвие почвообрабатывающего рабочего органа при различной величине затупления (износа) лезвия

м-м - линия дна борощы,

F - рсакцчя дна борозды,

d-d - условная линия раздела ядра на две части

- верхняя часть поступает на переднюю грань,

- шмняя меть поступает ча (под) заднюю грань

а) лезвие острое б) лезвие изношенное с в) лезвие изношенное с

"затылочной фаскон" "поперечной площадкой"

Рис 3 Изменение направления действия равнодействующей реакции почвы со стороны лезвия (Н„ ) У лемешных и лаповых рабочих органов в вертикальной плоскости в зависимости от степени и вида изношенности лезвия

Н л = кл Г,,, ь;ф с р у Со С 2 Се5 С\у ,н,

(13)

где к л - удельное сопротивление почвы внедрению лезвия, МПа, к л = Т, МПа — для лемешных и лаповых рабочих органов, к л =0,5 Т, МПа - для сферических дисковых рабочих органов, 1]ф и Ъ]ф- соответственно, эффективные длина и толщина лезвийной части

с р у - коэффициент, учитывающий влияние на нагрузки угла крошения (Р)

рабочего органа и скорости его движения, с о - коэффициент, учитывающий различие величин нагрузок, действую-вующих на носовую часть (в частности, лемеха плуга и лапы культиватора) и собственно на лезвие, с 2 - коэффициент, учитывающий влияние на нагрузки величины перекры-крытия рядом стоящих, либо идущих во втором ряду, рабочих органов,

с е5 - коэффициент, учитывающий рост сопротивления почвы внедрению лезвия при уменьшении угла зазора (заднего угла резания), с \у - коэффициент, учитывающий эффект налипания почвы при повышении ее влажности («налипшее ядро») В диссертации приведены аналитические выражения для определения величин приведенных коэффициентов, эффективной толщины лезвия «Ь'/;» и эффективной длины лезвия « »(последнее - для сферических дисковых рабочих органов)

Величина усилия, действующего со стороны перерезаемых древесных включений может быть определена по зависимости

Н древ перерез = С рчст Ь эф л ^ к , Н, (14)

где ор1СТ- предел прочности древесины при растяжении поперек волокон, МПа, с1 - диаметр срезаемого древесного включения, поросли, м, ц (V) - коэффициент, учитывающий влияние на нагрузку скорости обработки,

к а - поправочный коэффициент, определяющий влияние нг^нагрузку вели-личины площади контакта (Б ко„) заостренной грани лезвия с древесным включением

Предельный диаметр перерезаемых древесных включений определяется по формуле

рабочего органа, м,

где (Т х ] - предельное тяговое трактора, Н,

£P^conpnoiun _ тяговая составляющая суммарного расчетного сопротивления почвы, определяется по приведенной методике, 11 Усилие, действующее на лезвийную часть рабочего органа, со стороны за- крепленных в почве, каменистых и древесных пеперерезаемых препятствий оп-ределяется как ударная нагрузка

Н K1MLIHKT ЛрО} HUIL]4pt. ( ~ 0 k-ПОТ > Н ,

где m о - масса орудия или его части, приходящейся на рабочий орган, кг, t „ - время удара,

- 0,003 0,005 с (определено с учетом анализа исследований В И Посметьева), к Г10, - коэффициент податливости системы В диссертации приведены особенности определения нагрузок и их составляющих, действующих па отдельные виды рабочих органов В приложении к диссертации приведены примеры расчета нагрузок и их проекций на декартовые координатные оси, для 3-х видов рабочих органов

Сравнение расчетных данных с нагрузочными показателями почвообра-баилваготих орудий, полеченных в эксплуатационных условиях, показало высокую точность разработанной аналитической модели определения нагрузок Средняя величина отклонений от эксплуатационных данных составила 15,5%

С помощью приведенной расчетной модели обосновывались параметры разработанных новых рабочих органов повышенной работоспособности, а также учитывались полученные данные о нагрузках при расчете рабочих органов на прочность и износостойкость

В третьем главе приведены результаты исследований износостойкости и условий формообразования лезвий рабочих органов почвообрабатывающих машин, методы повышения износостойкости

Обобщенная эпюра удельных давлений, действующих на почворежущее лезвие, представлена на рис 4 Согласно исследованиям И Я Айзенштока, А Н Зеленина и нашим работам закон распределения удельных нагрузок, действующих на лезвие, с достаточной степенью точности может быть принят в виде треугольника (как вариант - трапеции) Приведенная эпюра распределения удельных давлений соответствует эпюре теоретических предполагаемых (условных) износов Ui ii U; (рис 5), то есть износов, которые могли бы быть в случае отсутствия линейного износа и имеющихся фактических возможностей (наличия изнашиваемого материала в направлении удельных давлений) Так как, из геометрических условий это невозможно (рис 4 и 5), то в реальных условиях происходит изнашивание треугольной (трапециевидной), а в дальнейшем прямоугольной в сечении площади лезвия (рис б) с линейным износом «U ли„»

Рис 4 Вид расчтной (упрошенной) эпюры удельных давлений,

деистующих I к. посреди вен но на нанашиваемые 1рапн лезвия

Рис 5 Видтеоретичюкой эпюры условных, предполагаемых нэносов,

СООТЕСТС 1 вую цих зпюрг улеш.нмх дашк ни и

Рис 7 К расчету бимилшшчсскою лезвия

Величину «U л„„» определяли исходя из условий равенства суммарных (по площади) теоретических и фактических износов на основании общеизвестной закономерности - пропорциональности объема (как вариант площади сечения) изнашиваемого материала величине суммарного удельного давления Износ определяется по известной формуле

U = с Р т,мм, (17)

где U - износ в направлении действия удельного давления, Р - удельное давление, МПа,

с - переходный коэффициент ( зависит от характеристик материала,

свойств почв и др ), мм/МПа га, т - наработка на рабочий орган, га,

Теоретическое значение суммарной величины площади износа определяется как слагаемое

sr„ =S„T„ + S,„,^ (,8)

где SuiTeop и SU2Teop - теоретические площади износов, соответственно, со стороны верхней и нижней граней, S™"' определим по формуле площади трапеции

Surop=[C, РГ" т + С, х^Г^-к, (19)

cosí 2

где P¡m,x - максимальное удельное давление в крайней точке эпюры удельных давлений на верхней грани, МПа, (рис 4), i - угол заострения лезвия, градус, (рис 4),

к[ - коэффициент, определяющий наклон эпюры удельных давлений, МПа / мм,

Su2Teop = УНАз (20)

т - максимальный теоретический износ в точке максимального удельного давления ( Р2т"), действующего на нижнюю грань (рис 5 ), 12 -величина, определяющая длину силового воздействия грунта на нижнюю грань (рис 4, 5), является функцией пластических и упругих свойств почвы, а также условий «продавливания» уплотненного почвенного ядра Определяется по эмпирической формуле

. ^ (1-0 0045 сп )

Ь~ -5-,г~ > мм. (21)

1-03 W '

где а-глубина обработки, см,

£о - начальный задний угол резания ( рис 4), градус, V - линейная скорость рабочего органа, м/с, Величина «Ь» обычно находится в пределах от 2,5 до 7,5 мм Приравнивая теоретические и реальные площади износов, получим

[2 г, />..... Г - ил„„ ] (22)

2 cos/ 2 2

Последнее уравнение является квадратным вида А или„2-В ил„„ -С = 0, (23)

где А=—+ ^ , В=С, />..... г, С- С р>..... А г (24)

2 2 cos; 2

Откуда

U.....=

2/1

При величинах износа, превышающих и 1И„ > — (рис 6), в работе выведены аналогичные зависимости

Анализ выведенных зависимостей позволил

- во-первых, подтвердить их приемлемую сходимость с результатами эксплуатационных испытаний рабочих органов на износ (средняя разница не превышает 20%),

- во-вторых, подтвердить основные положения рабочей гипотезы, обосновывающей схему силового воздействия почвы на лезвийную часть рабочего органа, изложенной в предыдущей главе, т к в приведенных зависимостях, на протяжении всего периода изнашивания и, соответственно, изменения геометрии и формы лезвия, величины удельных давлений (Р,"114 и Р2т1Х) принимались постоянными

Расчет износа биметаллического лезвия проведен на основе допущения, что на верхний («несущий») слой лезвия действует, в основном, нагрузка со стороны передней (верхней) грани, а на нижний («режущий») слой лезвия действует, в основном, нагрузка со стороны задней (нижней) грани

При нарушении этого условия происходит либо явное затупление лезвия (при интенсивном воздействии нагрузок на верхнюю грань со стороны нижней грани), либо «перезатачивание» (при аналогичном воздействии нагрузок на нижнюю грань со стороны верхней грани) Улучшенное формообразование упрочненного лезвия (рис 7) возможно при условии, если износ верхней грани равен или несколько превышает износ нижней грани

ивеРчл.ш >и,шж"л,ш (26)

Величины износов для биметаллического лезвия определены аналогично определению износов для монометаллического лезвия После преобразований условие (26) примет вид

tS'^T^^^f, (27)

'2

где Ц = ÜA = о,001 0,003, га"1 (28)

sin/

С2" - коэффициент, соответствующий условиям нагружения и изнашивания, со

стороны нижней грани, наплавленного слоя, ———,

МПа га

р - толщина наплавленного слоя, мм

Неравенство (27) можно считать начальным условием улучшенного формообразования биметаллического лезвия Если левую часть этого неравенства обозначить за «ср,», а правую — за «G», то это условие примет вид

< 1 (29)

0

При ил„„ > — условие улучшенного формообразования биметалличе-№

ского лезвия принимает более сложный вид (в тексте диссертации приведено)

Для линейных износов, не превышающих 15 25 мм, величина ил„„ для биметаллического лезвия может быть определена по упрощенной эмпирической зависимости

LU„= Cz РГ г аИ , мм, (30)

2 р \0 )

где к (£) = 2,1"

о

(31)

На основе приведенной расчетной методики в работе также были выведены зависимости изменения профиля монометаллического и биметаллического лезвия (угла заострения 1 ) в процессе эксплуатации (изнашивания), от величины наработки т

Аналитические зависимости по определению, входящих в вышестоящие формулы, значений удельных давлений Р|Ш1Х и Р2т1,<, коэффициентов «к|» и «С„ 2)» также приведены в диссертационной работе

В частности, для лезвий лемехов плугов и лап культиваторов

Р|п"х = (0,005 0,006) (1+ 0,015 Е0) (1+0,1 V) (0,8 + Т), МПа (32) Р2т,х = (0,025 0,045) (1 + 0,01 £<,) (1+0,1 V ) (1,3 + Т15), МПа (33)

где Т - средняя твердость почвы на глубине обработки, МПа,

Здесь и в других формулах ряд эмпирических коэффициентов имеют необходимую размерность, которая, в целях сокращения объема текста, не указывается

Наиболее существенным фактором, влияющим на величину коэффициента «С(| 2)» является «изнашивающая способность почв» («X»), для которой предлагается следующее определение

X - износ по толщине элементарной площадки, вырезанной из лезвийной части рабочего органа, изготовленного из стали 45 с твердостью НЯС 40, эксплуатирующегося при эталонном удельном давлении Рэ = 0,1 МПа и имеющего путь трения 25000 м (что примерно соответствует наработке в 1 га для лемеха плуга), мм/га Определяется по следующей эмпирической зависимости

где X, У, Ъ — процентное содержание в почве (по массе), соответственно, песка, глины и мелких каменистых включений (гравия, гальки и пр ) в долях от единицы, те X + У + Ъ = 1 (100%)

Коэффициент «С(12;» определяется по формуле

К, = (1,25 1,75) 104, МПа/мм,

(34)

X = ( X2 + 0,08 У+1,5 г) Т'л , мм / га,

(35)

п Л И II

У } Р, к„ кг кр МПа га

(36)

где к„ - коэффициент относительной износостойкости материала (относи-

тельно стали 45),

кх - коэффициент приведения наработки, к соответствующей ширине захвата

исследуемого рабочего органа в сравнении с шириной захвата лемеха плуга, кр -коэффициент, учитывающий изменение коэффициента относительной из носостойкости при изменении удельного давления Для сферических дисковых рабочих органов введен дополнительный поправочный коэффициент, учитывающий особенности их конструкции и эксплуатации

На основе анализа разработанной методики расчетов на износостойкость и данных эксплуатационных испытаний определены условия формообразования лезвий рабочих органов на различных типах почв и оценено влияние различных параметров на износостойкость и работоспособность рабочих органов

В частности, определено, что условия улучшенного формообразования биметаллических (наплавленных) рабочих органов при реальных соотношениях коэффициентов относительной износостойкости и толщин «режущего» и «несущего» слоев зависят, главным образом, от соотношений удельных нагрузок, действующих на изнашиваемые поверхности и величины «изнашивающей способности почв» Поэтому, для биметаллических лезвий лемехов плугов ( с нижним упрочнением) улучшенное формообразование лезвия трудно достижимо на тяжелых, с относительно не высокой изнашивающей способностью, почвах Для носовой упрочненной части лемеха эти условия несколько лучше даже на указанных видах почв На легких (песчаных, супесчаных, легких суглинках) почвах формообразование двухслойных как лезвий, так и носовых частей лемехов плугов, при верно выбранных параметрах, может быть приемлемым, тес геометрией лезвия не очень значительно отличающейся от начального варианта Эти факторы предопределили выбор и обоснование конструктивных и материаловедческих параметров разработанных, рекомендованных к производству и внедренных в производство 4-х видов лемехов плугов

Для культиваторных пап, сферических дисков борон, лущильников, лесных дисковых культиваторов, наральников и долот культиваторов при верно выбранных параметрах биметаллического лезвия его формообразование более лучшее в сравнении с лемехами плугов даже на тяжелых почвах Причиной последнего фактора является более выгодное соотношение удельных нагрузок на верхней и нижней сторонах лезвия, обусловленное, в конечном счете, относительно меньшими значениями твердости почвы на глубине обработки, при которых эксплуатируются лапы и диски (в сравнении с лемехом), а также некоторые отличия в установочных параметрах рабочих органов

Величина линейного износа биметаллического рабочего органа пропорциональна толщине упрочненного (наплавленного) слоя, взятой в степени «0,6»

В диссертации также приведен анализ влияния на износостойкость и условия формообразования лезвия его начального угла заострения и толщины листа рабочего органа

Разработан эффективный, экономичный и универсальный способ упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин - плазменная дуговая наплавка твердых сплавов в среде сжатого воздуха (с использованием «ноу-хау»), позволяющий наносить износостойкие слои, толщиной 0,5 4,5 мм

Приведена технология упрочнения основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин

В процессе исследований разработан «круговой почвенный стенд» для испытаний образцов рабочих органов на износостойкость, аналогичный по назначению известному стенду «вращающаяся чаша», конструкции A H Ро-зенбаума, но имеющий более совершенные параметры

На основании проведенных лабораторных испытаний материалов на износостойкость и эксплуатационных испытаний разработаны новые износостойкие наплавочные твердые сплавы и стали для рабочих органов почвообрабатывающих машин

По результатам исследований повышена линейная износостойкость и уменьшен темп затупления лезвия основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин, используемых в лесном и сельском хозяйствах лемехов плугов - в 1,8 3,0 раза, лап культиваторов - в 1,8 4,2 раза, сферических дисковых рабочих органов - в 2 7 раз, полевой доски плуга - в 1,9 2,7 раза и др

В приложениях к диссертации приведены соответствующие акты и выписки из протоколов сравнительных эксплуатационных испытаний

Четвертая глава посвящена исследованию прочностных характеристик рабочих органов почвообрабатывающих машин, используемых в сельском и лесном хозяйствах

На основании анализа литературных источников и практических исследований свойств сталей, из которых изготавливаются зарубежные и отечественные рабочие органы почвообрабатывающих машин, были отобраны несколько вариантов сталей для изучения их характеристик с целью выбора лучшего материала основы для рабочих органов

Проведены лабораторные исследования физико - механических свойств разных марок сталей (твердости — HRC, предела прочности - ав, относительного удлинения - <5, предела выносливости - а /) Испытания на усталость (выносливость) проводились на пластинчатых образцах на электромеханической кривошипной установке ИРС - НАМИ

Разработан оригинальный метод определения действующих напряжений в опасных сечениях рабочих органов, основанный на априорных данных о физико-механических свойствах сталей Произведен расчет на прочность основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин с использованием закономерностей «сопротивления материалов»

Установлено, что обычные (почвенные) эксплуатационные напряжения в опасных сечениях у основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин не превышают величины 170 МПа (в большинстве случаев

меньше), в то время как определенные пределы выносливости (0.1) для исследованных видов сталей составляют 310 620 МПа

На этом основании можно сделать вывод о том, что поломки рабочих органов происходят не от «усталости материала», а вследствие действия «пиковых» нагрузок, на сопротивление которым в большей степени влияют величины пределов прочности (ав) и относительного удлинения (5) применяемых сталей

По критерию прочности для рабочих органов почвообрабатывающих машин рекомендуется применять стали со значениями «ав» не менее 1000 1100 МПа и «5» не менее 7 % Лучшие показатели (ов = 1720 МПа, 5 = 8%) имеет разработанная нами совместно с ЦНИИЧЕРМЕТ им И П Бардина новая сталь, микролегированная бором и титаном, марки 25ХГТЮР

На основании проведенных исследований по повышению долговечности деталей плуга выявлено, что существующая конструкция корпуса («башмака») отечественных серийных плугов устарела и является определенным ограничением в решении проблемы ресурса лемехов, т к не предусматривает дополнительного (четвертого) крепежного отверстия в месте расположения носка лемеха и, соответственно, ограничивает использование современных конструкций лемехов с выделяющимся долотом по причине пониженной прочности (имеющегося, в этом случае, повышенного изгибающего момента) Необходим переход на новые конструкции корпусов плугов

Для основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин разработаны эмпирические зависимости, по которым толщина листа материала деталей определяется с учетом нагрузок, действующих на рабочий орган, и свойств сталей, из которых деталь изготовлена В качестве примера приведем зависимость по определению толщины листа сталей, используемых для изготовления крыльев и грудей отвалов плугов общего и специального назначения

Ь = 2 5 + 0,002 а/)>мм

10 <т„

где £ РХШ1Х ~ (1,6 2,3) £ Рхср - максимальное тяговое сопротивление, действующее на корпус плуга, Н, [ 2,5 ] мм МПа / Н, [ 0,002 ] мм / Н, [10] - постоянные эмпирические коэффициенты

В диссертации приведена методика совместного расчета рабочих органов на прочность и износостойкость (при истончении в опасных сечениях материалов основы рабочих органов вследствие износа)

В пятой главе приведена оценка эффективности применения разработанных упрочненных рабочих органов почвообрабатывающих машин, применяемых в лесном и сельском хозяйствах

Для этого рассчитывались величины годового экономического эффекта от использования потребителем различных видов рабочих органов Определены лимитные цепы на разработанные детали и величины издержек потре-

бителя при их использовании, в сравнении с серийными аналогами Оценена себестоимость операции наплавки для конкретных рабочих органов Применительно к условиям упрочнения конкретных деталей приведены сравнительные экономические данные технологических процессов плазменной дуговой наплавки и индукционной (ТВЧ) наплавки

Расчеты показали, что величина годового экономического эффекта от использования новых разработанных изделий для различных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин составляет 70 455 рублей на одну деталь для различных видов изделий (или от 30 до 90% от стоимости серийного аналога)

Также была исследована проблема экономической целесообразности выпуска новых упрочненных рабочих органов с точки зрения производителя в рыночных условиях В этом случае основным экономическим критерием является отношение коэффициентов , где кц = , кт = - соответствен-

к1 Ц, г,

но, коэффициенты увеличения цены и срока службы нового рабочего органа Для соблюдения интересов производителей и потребителей рабочих органов желательно, чтобы это соотношение для различных групп деталей (в зависимости от срока службы серийной детали) не превышало 0,75 0,85

В шестой глпве приведена методика выбора конструктивных и материаловед-ческнх параметров основных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин с повышенными характеристиками работоспособности и ресурса и представлены показатели производства внедренных разработок

На основе проведенных исследований обоснованы конкретные параметры основных видов рабочих органов с повышенными характеристиками работоспособности и ресурса

В частности, по лемехам плугов предлагается к использованию в лесном и сельском хозяйствах четыре основные модификации разработанных изделий (рис 8, а-г) Также предлагается оценка эффективности использования модификаций лемехов по эксплуатационному критерию

Ь^экст ~~ Т~ ^Р ' (38)

ки

где кти кц -приведенные выше усредненные коэффициенты повышения ресурса и цены рабочих органов, кр - коэффициент работоспособности, определяемый характеристиками работоспособности (включая характеристики прочности) опытных лемехов в лесном и сельском хозяйствах, в сравнении с серийным вариантом (рис 8, д) Наибольшее значение кэкспл (1,98 - в сельском хозяйстве и 1,65 - в лесном хозяйстве) имеет трапециевидный лемех с накладными переворачивающимся сменным долотом (рис 8, г)

д>

-О—О

Рис 8 Варианты конструкций лемехов плугов повышенного

ресурса и серийного а- с лезвием, параллельным спинке и нижней наплавкой носка

(гладкий профиль), б - трапециевидный, с нижней наплавкой носка (гладкий профиль), в - долотообразный, с нижней наплавкой носка (гладкий профиль), г - трапециевидный, с накладным переворачивающимся сменным долотом, лезвие и долото наплавлено с нижней стороны (эвольвентный профиль), д - серийный лемех П-702 (эвольвентный профиль),

К сожалению, конструкция этого лемеха недостаточно приспособлена к конструкции отечественного корпуса плуга и, поэтому (в том числе) он изготавливается только из высокопрочной стали (25ХГТЮР) и из проката повышенной толщины Опыт производства лемехов показывает, что в настоящий период более востребован (по объему продаж) относительно простой трапециевидный лемех (рис 8, б), имеющий кЭКСШ1 = 1,31 — в сельском хозяйстве и к,КСП1 = 1,52 - в лесном хозяйстве Причиной этого является его относительно невысокая цена Запатентованный упрочненный лемех с лезвием, параллельным спинке (рис 8, а), имеющий кэкСПЛ, равным 1,10 и 1,15, соответственно при эксплуатации в сельском и лесном хозяйствах, эффективен на легких и средних почвах Также в работе представлена методика определения параметров других видов рабочих органов с повышенными характеристиками надежности отвалов и полевых досок плугов, лап культиваторов, сферических дисковых рабочих органов

Конструкция, материалы, технология изготовления и упрочнения разработанных рабочих органов внедрены на шести предприятиях в РФ (в Москве, Ставропольском крае, республике Башкортостан) В настоящее время суммарный годовой объем производства разработанных изделий достигает 33 млн руб

Кроме того, разработка новых износостойких и прочных рабочих органов позволила, с участием автора, в 2001 2004 годах разработать и внедрить в производство на двух предприятиях Ставропольского края комплекс новых почвообрабатывающих машин повышенного технического уровня (особо тяжелые дисковые бороны, оборотные плуги с полувинтовыми корпусами), пригодных для работ при облесении горных склонов

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Результаты сравнения нагруженности лесных и сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин показывают, что рабочие органы лесных орудий работают в условиях переменного тягового сопротивления с коэффициентом неравномерности большим в 1,5-2 раза Однако количество пиковых нагружений за срок службы в лесном хозяйстве не превышает 3 104 на деталь, что во много раз меньше принятого в машиностроении количества циклов, характеризующих показатели выносливости материалов

Таким образом, с материаловедческих позиций вполне приемлемо допущение идентичности условий эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин при использовании в лесном и сельском хозяйствах Поэтому все выводы и рекомендации, полученные в диссертационной работе, в равной мере относятся как к сельскохозяйственным, так и лесным орудиям для обработки почвы

2 Разработана методика расчета нагрузок, действующих на различные виды рабочих органов почвообрабатывающих машин, и обоснования их параметров, с учетом конструктивных, агротехнических и эксплуатационных факторов

Средняя величина отклонений расчетных данных от опытных составляет 15-16%

3 Подтверждена рабочая гипотеза, заключающаяся в том, что удельные давления, действующие на изнашиваемую кромку рабочего органа, относительно постоянны и зависят, в основном, от почвенных условий и скоростных режимов, установочных параметров орудия и практически не зависят от геометрии лезвия (или параметров его затупления), в отличии от общих нагрузок, на величины которых существенное влияние оказывает геометрия лезвия

Это обусловлено тем, что на лезвии почвообрабатывающего рабочего органа циклически возникает «почвенное уплотненное ядро», которое изменяет свои форму, размеры, физическое состояние и месторасположение на кромке, при соответствующем изменении геометрии лезвия (в частности, при его затуплении), что является одной из главных причин ухудшения агротехнических и силовых показателей орудия

4 Разработана методика определения значений критериев предельных состояний лезвий рабочих органов в зависимости от твердости почвы, тягового усилия трактора и удельной массы орудия, позволяющая более точно прогнозировать ресурс деталей в определенных эксплуатационных условиях по параметрам работоспособности лезвия

5 Получены математические зависимости и разработана методика расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин на износостойкость, которые позволяют определять

- величины линейного износа как монометаллических, так и биметаллических лезвий в зависимости от эксплуатационных и материаловедче-ских условий и значений наработки,

- параметры улучшенного формообразования биметаллических изделий,

- характер изменения профиля лезвия в процессе изнашивания

6 Разработан способ повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин путем плазменной дуговой наплавки твердыми сплавами в среде сжатого воздуха, который, как показал сравнительный анализ, является наиболее эффективным, универсальным и экономичным

7 Разработаны твердые сплавы ПР-ФБЮ-1-4 и ПР-ФБЮ-2-3-Ф, имеющие повышенные раскислительные свойства, позволяющие улучшить качество наплавки в среде сжатого воздуха, а также более высокую (на 18 30%) износостойкость в сравнении с серийными аналогами

8 Установлено, что причиной поломок и деформаций рабочих органов почвообрабатывающих машин является не «усталость материалов», а низкие значения пределов прочности (текучести) и относительного удлинения у применяемых для их изготовления сталей

Редакцнонно-издатетьский отдел ГНУ ВИМ

Подписало к печати 29 06 07 Форм бум 60x90 1/16 Объем 2,12 п л Заказ № 35 Тираж 100 экз

1 ипография ГНУ ВИМ 109428 Москва, 1-й Институтским проезд, 5

Актуальность темы. Подготовка почвы является важнейшей и наиболее трудоемкой операцией в процессах производства сельскохозяйственной продукции и лесовосстановления. Качественное проведение почвообрабатывающих операций является основой получения хорошего урожая в сельском хозяйстве и высокой продуктивности в лесном хозяйстве.

Качество обработки почвы во многом определяется техническими характеристиками почвообрабатывающих машин и орудий, которые, в свою очередь, значительно зависят от параметров и состояния рабочих органов.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин эксплуатируются в почвенной абразивной среде и по мере наработки, вследствие изнашивания, изменяют свои формы и размеры, что отрицательно влияет на агротехнические и энергетические показатели той или иной операции обработки почвы.

Вопросами повышения ресурса и работоспособности основных быстроизнашиваемых рабочих органов почвообрабатывающих машин занимались многие видные ученые, в их числе Рабинович А. Ш., Севернев М. М., Тененбаум М. М., Розенбаум А. Н., Ткачев В. Н., Винокуров В. Н., Нартов П. С., Огрызков Е. П., Стрельбицкий В. Ф., Бернштейн Д. Б. и другие. Ими предложен ряд оригинальных конструктивных и технологических решений по повышению ресурса деталей, изучены основные закономерности процесса изнашивания почворежущих деталей, исследованы абразивные свойства почв. В результате в последние 20. .30 лет заметно увеличился ресурс рабочих органов почвообрабатывающих машин, особенно в свете повышения скоростей и нагрузок при пахоте и других операциях обработки почвы (объективно способствующих снижению ресурса). Но проблема повышения долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин остается до настоящего времени актуальной и острой. Это, в частности, выражается в пониженном ресурсе серийных лемехов плугов (5. .22 га на корпус), дисков тяжелых борон (8. .20 га на диск), лап, на

11 ральников культиваторов (7. 18 га на деталь) и др. Кроме того, серийные рабочие органы имеют повышенные удельные нагрузочные показатели (особенно в изношенном состоянии), что приводит к повышенному расходу топлива.

Для значительного повышения ресурса и работоспособности почворежу-щих рабочих органов, по нашему мнению, следует придерживаться комплексного подхода к решению данной проблемы. Под комплексным подходом подразумевается совместный учет конструктивных, силовых, технологических факторов, влияющих на работоспособность и износостойкость рабочих органов, а также прочностных свойств собственно основы рабочего органа и отдельно лезвийной прочности.

Теоретические вопросы формообразования почворежущего лезвия (как монометаллического так и биметаллического), учитывающие характеристики «изнашивающей способности почв» и влияние других факторов, до настоящего времени не полностью решены.

Целью исследования является разработка методик оценки нагрузочной способности и расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин на износостойкость и прочность, обоснование и выбор способов повышения их долговечности и работоспособности с учетом конструктивных, технологических и материал оведческих факторов.

Работа проводилась по следующим основным направлениям:

- определение влияния параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин на их нагрузки и на агротехнические показатели обработки почвы, с учетом воздействия древесных и каменистых включений;

- исследование влияния геометрических и материаловедческих параметров лезвий и самих рабочих органов на их работоспособность и износостойкость с учетом изнашивающих и других свойств почвы;

- изучение и выбор новых материалов и технологических способов повышения износостойкости и прочности рабочих органов почвообрабатывающих машин.

12

Объектом исследования являются процессы взаимодействия основных видов режущих быстроизнашиваемых рабочих органов почвообрабатывающих машин (лемехов, лап, дисков и др.) с обрабатываемой средой (почвой, древесными и каменистыми включениями).

Предметом исследования являются способы повышения долговечности и работоспособности рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатирующихся в условиях изнашивания, воздействия почвенного уплотненного ядра, древесных и каменистых включений.

Методы исследования. Теоретические исследования базировались на математическом и физическом моделировании условий эксплуатации, нагруже-ния и изнашивания рабочих органов, а также на положениях механики грунтов и теории резания почв. При выравнивании экспериментальных данных и определении коэффициентов основных эмпирических зависимостей использовался метод «средних» [129], являющийся упрощенным вариантом метода «наименьших квадратов». Экспериментальные исследования выполнялись в полевых и лабораторных условиях с использованием разработанного нового и известного стендового, технологического и другого оборудования. Обработка экспериментальных данных проводилась методами математической статистики.

Научную новизну составляют:

1. Подтвержденная экспериментально научная гипотеза, объясняющая характер силового воздействия почвы на лезвие.

2. Система математических моделей, теоретических и эмпирических зависимостей, позволяющих:

- определять нагрузки, действующие на различные типы рабочих органов с учетом изменяющихся режимов работы, установочных и геометрических параметров изделий, эксплуатационных условий, наличия в почве древесных и каменистых включений;

13

- обосновывать геометрические параметры рабочих органов, в том числе двухслойных лезвий, имеющих улучшенное формообразование, в зависимости от действующих нагрузок и физико-механических свойств применяемых материалов;

- определять количественные характеристики «изнашивающей способности почв»;

- рассчитывать рабочие органы на износостойкость и прочность.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена большим объемом лабораторных и эксплуатационных испытаний, длительной производственной проверкой характеристик разработанных рабочих органов почвообрабатывающих машин, а также достаточно высокой сходимостью теоретических и экспериментальных данных.

Практическую ценность составляют:

- методика определения нагрузок, действующих на различные виды рабочих органов почвообрабатывающих машин, и оценка влияния различных конструктивных, эксплуатационных и установочных параметров на силовые и агротехнические показатели орудий для обработки почвы;

- методика выбора конструктивных и материаловедческих параметров двухслойных рабочих органов с выгодными условиями формообразования лезвия;

- конструкция «кругового почвенного стенда» для испытаний образцов рабочих органов на линейную износостойкость;

- эффективный способ упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин плазменной дуговой наплавкой в среде сжатого воздуха, позволяющий увеличить лезвийную износостойкость деталей до четырех раз;

- два вида опытно-промышленных наплавочных установок для упрочнения различных типов почвообрабатывающих рабочих органов;

14

- две марки новых наплавочных твердых сплавов с улучшенными раскис-лительными свойствами и повышенной на 18 - 30 % износостойкостью, в сравнении с серийными сплавами;

- технические требования к свойствам сталей для рабочих органов почвообрабатывающих машин и рекомендации по применению конкретных марок металлопроката;

- общая методика выбора конструктивных и материаловедческих параметров и технология изготовления различных видов рабочих органов почвообрабатывающих машин с повышенными характеристиками работоспособности и ресурса.

Реализация результатов исследований

Разработанные упрочненные рабочие органы внедрены в производство на шести предприятиях РФ. Ряд изготавливаемых изделий прошли государственные приемочные и ведомственные испытания с положительными рекомендациями. За 2004 . 2006 годы суммарный ежегодный выпуск разработанных рабочих органов составил около 47 тысяч единиц на общую сумму, достигающую 33 млн. рублей в год.

Разработанные рабочие органы применяются в серийном производстве новых почвообрабатывающих орудий (в особо тяжелых боронах, оборотных плугах, комбинированных агрегатах и др.).

Результаты исследований используются ОАО ВИСХОМ, ГНУ ВИМ, ГНУ ГОСНИТИ, ОАО «РЕСТА», ОАО «Сибсельмаш», ЦОКТБлесхозмаш и другими организациями в конструкциях сельскохозяйственных и лесных почвообрабатывающих орудий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях МГУЛ (город Москва, в 1989, 1995,

15

1997 . 2007 гг), на секции «Надежность и материалы» НТС ОАО «ВИСХОМ» (город Москва, в 1989, 1995, 1999 гг.), на НТС ГСКБ ПО «Сибсельмаш» (город Новосибирск, в 1986 . 1990 гг.), на секции «Технический сервис» Всероссийской научно-практической конференции «Техническая политика в АПК России» (город Ижевск, в 1994 г), на научно-практической конференции «Инженерное обеспечение агропромышленного комплекса» (город Орел, в 1998 г).

Разработанные упрочненные рабочие органы экспонировались на ВВЦ (город Москва; в 1999 и 2001 гг. получены две медали ВВЦ), на выставке сельскохозяйственной техники в городе Добрич (Болгария в 1999 г.), на выставках-демонстрациях «День Российского поля» (в 2005 г., город Рязань и 2006 г., город Саранск).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 30 работ общим объемом 7 печатных листов, включая раздел в энциклопедии «Машиностроение» и 3 патента на изобретения. Лично автором опубликовано 13 работ общим объемом 4 печатных листа.

Кроме того, отдельные вопросы по теме диссертации изложены в 13 отчетах о НИР.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованных источников (162 наименования). Работа содержит 390 страниц основного текста, включающего 33 таблицы и 56 рисунков, а также 16 приложений на 50 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Результаты сравнения нагруженности лесных и сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин показывают, что рабочие органы лесных орудий работают в условиях переменного тягового сопротивления с коэффициентом неравномерности большим в 1,5-2 раза. Однако количество пиковых нагружений за срок службы в лесном хозяйстве не превышает 3-104 на деталь, что во много раз меньше принятого в машиностроении количества циклов, характеризующих показатели выносливости материалов.

Таким образом, с материаловедческих позиций вполне приемлемо допущение идентичности условий эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин при использовании в лесном и сельском хозяйствах.

Поэтому все выводы и рекомендации, полученные в диссертационной работе, в равной мере относятся как к сельскохозяйственным, так и лесным орудиям для обработки почвы.

2. Разработана методика расчета нагрузок, действующих на различные виды рабочих органов почвообрабатывающих машин, и обоснования их параметров, с учетом конструктивных, агротехнических и эксплуатационных факторов.

Средняя величина отклонений расчетных данных от опытных составляет 15-16%.

3. Подтверждена рабочая гипотеза, заключающаяся в том, что удельные давления, действующие на изнашиваемую кромку рабочего органа, относительно постоянны и зависят, в основном, от почвенных условий и скоростных режимов, установочных параметров орудия и практически не зависят от геометрии лезвия (или параметров его затупления), в отличии от общих нагрузок, на величины которых существенное влияние оказывает геометрия лезвия.

373

Это обусловлено тем, что на лезвии почвообрабатывающего рабочего органа циклически возникает «почвенное уплотненное ядро», которое изменяет свои форму, размеры, физическое состояние и месторасположение на кромке, при соответствующем изменении геометрии лезвия (в частности, при его затуплении), что является одной из главных причин ухудшения агротехнических и силовых показателей орудия.

4. Разработана методика определения значений критериев предельных состояний лезвий рабочих органов в зависимости от твердости почвы, тягового усилия трактора и удельной массы орудия, позволяющая более точно прогнозировать ресурс деталей в определенных эксплуатационных условиях по параметрам работоспособности лезвия.

5. Получены математические зависимости и разработана методика расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин на износостойкость, которые позволяют определять:

- величины линейного износа как монометаллических, так и биметаллических лезвий в зависимости от эксплуатационных и материаловед-ческих условий и значений наработки;

- параметры улучшенного формообразования биметаллических изделий;

- характер изменения профиля лезвия в процессе изнашивания.

6. Разработан способ повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин путем плазменной дуговой наплавки твердыми сплавами в среде сжатого воздуха, который, как показал сравнительный анализ, является наиболее эффективным, универсальным и экономичным.

7.Разработаны твердые сплавы ПР-ФБЮ-1-4 и ПР-ФБЮ-2-3-Ф, имеющие повышенные раскислительные свойства, позволяющие улучшить качество наплавки в среде сжатого воздуха, а также более высокую (на 18. .30%) износостойкость в сравнении с серийными аналогами.

374

8. Установлено, что причиной поломок и деформаций рабочих органов почвообрабатывающих машин является не «усталость материалов», а низкие значения пределов прочности (текучести) и относительного удлинения у применяемых для их изготовления сталей.

Даны рекомендации по изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих машин из низко- и среднеуглеродистых легированных (и высоколегированных) сталей с пределом прочности не ниже 1 ООО МПа и относительным удлинением не менее 7,0%.

Наиболее высокие результаты по прочности и износостойкости рабочих органов получены при применении разработанной в ходе исследований борсодержащей стали 25ХГТЮР.

9. Получены эмпирические выражения определения толщины проката для изготовления рабочих органов в зависимости от значений действующих нагрузок и физико-механических свойств применяемых материалов.

10. Предложен экспериментальный метод определения напряжений в опасных сечениях рабочих органов, позволяющий с помощью известных закономерностей «сопротивления материалов» и характеристик используемых сталей оценивать величины реальных нагрузок, действующих на конкретные поверхности рабочих органов.

11. Установлено, что для разработанных сферических дисковых рабочих органов (с плазменной наплавкой на наружной стороне и заточкой лезвия с внутренней стороны), с целью увеличения угла резания и улучшения работоспособности, угол входа дисков в почву должен находиться в пределах 25.31°. При этом большим значениям углов атаки, при которых эксплуатируются конкретные диски, должны соответствовать большие значения углов входа в почву.

12. Разработаны и внедрены в производство рабочие органы для обработки почвы (лемехи, лапы, диски и др.) с увеличенным в 1,8.5раз(в отдельных случаях до 7 раз) ресурсом, повышенными прочностными

375 до 1,5. 1,8 раз) характеристиками и улучшенными агротехническими показателями.

Объем производства разработанных рабочих органов в стоимостном выражении достигает 33 млн. руб. ежегодно. 13. Годовой экономический эффект от использования разработанных рабочих органов повышенной работоспособности и износостойкости составляет величину от 70 до 455 рублей в расчете на одну деталь для различных видов изделий.

376

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6

Приведенная методика выбора параметров основных видов быстро изнашиваемых рабочих органов почвообрабатывающих машин позволяет проектировать высокопрочные изделия с повышенным до 2. .6 раз ресурсом и улучшенными силовыми и агротехническими показателями. Разработанные изделия внедрены в производство на шести предприятиях. Суммарный объем выпускаемой продукции достигает 33 млн. руб. в год.

372

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976 - 280с.

2. Барон Л.И.Характеристики трения горных пород. М.: Наука, 1967.

3. Бахтин П.У. Физико-механические и технологические свойства почв. -М.: Знание, 1971.

4. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1976. - 608 с.

5. Бернштейн Д.Б. Оценка возможности самозатачивания двухслойных почворежущих элементов при абразивном изнашивании // Тракторы и сельхозмашины. 1985.- №6.- С. 31 - 33.

6. Бернштейн Д.Б. Абразивное изнашивание лемешного лезвия и работоспособность плуга // Тракторы и сельхозмашины. 2002.- №6.- С. 39 - 42.

7. Бетеня Г.Ф. Повышение долговечности почворежущих элементов сельскохозяйственной техники наплавкой намораживанием. Минск: Бел-НИИНТИ, 1986.-44 с.

8. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высш.шк., 1980.-48 с.

9. Блитштейн А.З., Ниловский И.А. Ремонт лемехов сварочными методами. М.: Сельхозгиз, 1951. - 64 с.

10. Боуден Ф., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. -М. Машиностроение, 1968.

11. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1980. - 974 с.

12. Бызов Л.А. Графические методы измерения связей между явлениями М.: Госпланиздат, 1950.

13. Буцолич Е. Исследование работы дискового плуга: Дис.канд. техн. наук. Будапешт - Москва, 1965.377

14. Васильев С.П., Ермолов JI.C. Об изнашивающей способности почв // Сб. Повышение долговечности рабочих деталей почвообрабатывающих машин. Под редакцией проф. Хрущева М.М./ М.: Машгиз, 1960.

15. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки данных. М.: Колос, 1967.

16. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.: Машиностроение, 1971.

17. Винокуров В.Н. Теоретические и экспериментальные исследования изнашивания и долговечности почворежущих элементов машин и орудий, применяемых в лесном хозяйстве: Дис. .докт. техн. наук. Москва, 1980. -518 с.

18. Волков П.М., Баловнев Г.Г., Тененбаум М.М. и др. Основы теории и расчета сельскохозяйственных машин на прочность и надежность. М. : Машиностроение, 1977. - 310 с.

19. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985.

20. Глушков Г.И. Технология покрытия твердыми сплавами быстро изнашивающихся деталей. Л.: ОНТИ - НКТП - СССР, 1935.- 85 с.

21. Гончаров П.Э. Повышение эффективности рабочих органов дисковых борон при обработке почвы на вырубках: Автореф. дис.канд. техн. наук. Воронеж, 1998. - 21 с.

22. Горячкин В.П. Собрание сочинений в трех томах. М.: Колос, 1965.

23. ГОСТ 9454 60. Испытания на ударную вязкость. - М.: Изд-во стандартов, 1961.

24. ГОСТ 2860 65. Формы образцов (требования к их механической обработке) для испытаний на усталость. - М.: Издательство стандартов, 1966.

25. ГОСТ 19533 74. Ускоренные методы оценки выносливости. - М.: Изд-во стандартов, 1975.

26. ГОСТ 27.002 89. Надежность в технике: основные понятия, термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 37 с.378

27. ГОСТ 27. 001 90. Надежность в технике: Состав и общие правила задания требований по надежности. - М.: Изд-во стандартов, 1991.-43 с.

28. ГОСТ 25.001-78. Расчет и испытания на прочность в машиностроении. Комплекс нормативно-технической и руководящей документации. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 31 с.

29. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. 31 с.

30. Гуляев А.П. Металловедение. -М.: Металлургия, 1982. 400 с.

31. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). -М.: Агропромиздат, 1985, 362 с.

32. Дудник Ж.А. Исследование путей повышения долговечности дисковых почворежущих деталей: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1969.

33. Единый тарифно-квалификационный справочник профессий рабочих. Т 1, 2. -М.: Машиностроение, 1986.

34. Ермолов Л.С. и др. Основы надежности сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1974. - 88 с.

35. Жуков В., Зацарный И. Приспособление для заточки сферических дисков // Техника в сельском хозяйстве. 1970. - №2.

36. Завражнов A.A. Обоснование методов оценки и расчета параметров упругих стоек чизельных культиваторов: Дис. . канд. техн. наук. Москва, 1988.379

37. Загоруйко А.Ф. Исследование износа рабочих органов дисковых лущильников и разработка мероприятий по повышению их износостойкости: Дис. . канд. техн. наук. -Зерноград, 1973.

38. Зима И.М., Малюгин Т.Т. Механизация лесохозяйственных работ. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Лесная промышленность, 1976. - 416 с.

39. Зеленин А.Н. Резание грунтов. М.: Наука, 1971.

40. Износ деталей сельскохозяйственных машин / Под редакцией проф. Севернева М.М. JL: Колос, 1972. - 288 с.

41. Канарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. — М.: Машиностороение, 1983. 144 с.

42. Каплун Г.П. Исследование влияния свойств почв на долговечность деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин. Минск: Изд-во Академии с.х. наук БССР, 1960.

43. Каталог лесохозяйственных машин стран членов СЭВ. - Будапешт, 1986.- 349с.

44. Кирюхин В.Г. Изыскание и исследование плужного корпуса для пахоты на повышенных скоростях: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва, 1974.

45. Клячко A.B. О тяговом сопротивлении лесохозяйственных орудий // Лесное хозяйство. 1964.- № 9 - с. 72 - 75.

46. Колесников Ю.И. Исследование процесса плужной подготовки лесных почв и обоснование методики расчета усилий, действующих на рабочие органы лесохозяйственных плугов: Автореф дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1979.380

47. Колесников Ю.И., Ларин Т.И. О неравномерности тягового сопротивления лесохозяйственных плугов // Науч. тр. / Моск. лесотехн. ин т. -1983. - Вып. 148. - с. 124 - 125.

48. Крагельский И.В. Трение и износ. — М.: Машиностроение, 1968. -480 с.

49. Краснощекое Н.В. Дисковые орудия для работы на повышенных скоростях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1962. - № 4.

50. Лучинский Н.Д. Исследование американских тракторных корпусов // Труды Института Сельскохозяйственной механики. Вып. 5 М., 1930. 64 с.

51. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

52. Малаховский В.А. Плазменные процессы в сварочном производстве. Учебное пособие. М.: Высш. шк., 1988. -72 с.

53. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, A.B. Волосникова, С.А. Вяткин и др. Под общей редакцией В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

54. Мацепуро М.Е. Творческое применение учения академика В.П. Го-рячкина в научных исследованиях по механизации сельского хозяйства -Минск: Изд во АН БССР, 1956. - 208 с.

55. Масюк С.К. Основы технологического процесса разработки торфяного пласта: Автореф дис. . канд. техн. наук. Минск, 1952.

56. Маяускас И.С. Влияние давления почвы на износ рабочих деталей почвообрабатывающих машин // Вестник машиностроения. 1958. - № 10 -С. 30-32.

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

58. Методы и средства упрочнения поверхностей деталей машин. Под редакцией К.В. Фролова и А.П. Гусенкова. М.: Наука, 1992. - 405 с.381

59. Методика статистической оценки эмпирических данных. РТМ 44 -М.: Изд во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1966.

60. Методика разработки нормативных материалов на механизированные полевые работы М.: МСХ РФ, 1968.

61. Мильцев А.И. Прилипание и трение почвы по металлам и пластмассам// В кн. Исследование рабочих органов сельскохозяйственных машин / Труды молодых ученых М.: ВИСХОМ, 1966.

62. Михлин В.М., Липман Л.Н. Пособие для определения числа объектов наблюдений (испытаний)-М.: Колос, 1966.

63. Моргачев В.Е. Исследования и обоснование параметров культиваторов с упругими стойками для работы на скоростях 9 15 км / ч: Дис. . канд. техн. наук. - Москва, 1972.

64. Морозов С.И. Удар цилиндрических тел о препятствие // Лесной журнал. 1999. - № 1. - С. 48 - 54.

65. Морозов А.Х. Предельный износ лап культиваторов и лемехов плугов в условиях Волгоградской области: Автореф дис. . канд. техн. наук. -Волгоград, 1961. 16 с.

66. Набатян М.П. Экспериментально теоретическое обоснование параметров дисковых сошников зерновой сеялки для работы на повышенных скоростях: Дис. . канд. техн. наук. - Москва, 1972.

67. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж: Изд - во Воронежского Университета, 1972.

68. Нартов П.С. Силовые характеристики свободно вращающегося и заторможенного сферического диска // Тракторы и сельхозмашины. 1967.- № 5.382

69. Нормативы времени на ремонт сельскохозяйственной техники. М.: Изд - во МСХ РСФСР, 1966.

70. Нормативы времени на разработку и сборку культиватора КНР 4,2; бороны БДТ - 2,2; лущильника ЛД - 10 и лущильника - бороны ЛБД - 4,5. -М.:БТИ, ВИМ, 1960.

71. Огрызков Е.П. Агротехнические основы работоспособности лемеха плуга: Автореф дис. . докт. сельскохоз. наук. Омск, 1969.

72. Отчет о НИР: Исследование и разработка рациональных способов агрегатирования плугов общего назначения / Отв. исполнители Ким Л.Х., Воронин В Я. // ВИСХОМ. Тема 1105 (3707). Москва, 1963.

73. Отчет о НИР: Исследование и усовершенствование кинематических схем лемешных плугов / Отв. исполнители Ким Л.Х., Воронин В.Я. // ВИСХОМ. № 68060272. Москва, 1970.

74. Отчет о НИР: Исследование, разработка и внедрение трехслойной стали повышенной износостойкости для отвалов плугов общего назначения. Отв. исполнители: Бернштейн Д.Б., Соркина Е.М., Тиц М.Ю. // ВИСХОМ. Тема 11.313-83. №01830015180.-Москва, 1983.-66 с.

75. Отчет о НИР: Исследование и разработка технологии упрочнения рабочих органов с.х. машин перспективными электрофизическими методами / Отв. исполнитель: Сидоров С.А. // АО ВИСХОМ. Тема 13.101 93. - Москва. 1993.- 17 с.

76. Патент РФ № 1738564. Порошковый сплав для износостойкости наплавки / Сидоров С.А. Приоритет от 12.04.1990. Зарегистрирован 08.02.1992. -4 с.

77. Патент РФ № 2185043. Плужный лемех / Лискин И.В., Сидоров С.А. Приоритет от 17.03.2000. Зарегистрирован 20.07.2002. 10 с.

78. Пигулевский И.Х. Основы и методы изучения физико-механических свойств почвы. Л.: Сельхозгиз, 1936.

79. Покровский Г.И. Исследования по физике грунтов. Элементы физики дисперсных систем применительно к грунтам и почвам. М.: ОНТИ, 1937.

80. Покровский Г.И. О комбинированной деформации сжатия и сдвига // Техническая физика. 1939. - т. IX. -вып. 16.

81. Посметьев В.И. Основы совершенствования защиты лесных почвообрабатывающих орудий от перегрузок: Дис. . докт. техн. наук. Воронеж, 2001.-401 с.

82. Пронин А.Ф. Удельное сопротивление основных почв СССР. // Доклады ТСХА. Вып. 73. М. - 1962.

83. Пронин А.Ф., Модестова Т.А. Практикум по лесохозяйственным и мелиоративным машинам. М.: Высшая школа. - 1984. - 272 с.

84. Проспект фирмы Forges de Niaux (Франция). 1984. - 9 с.

85. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. -М.: Наука, 1970.

86. Рабинович А.Ш. Самозатачивающиеся плужные лемехи и другие почворежущие детали машин. -М.: ГОСНИТИ, 1962. 107 с.

87. Рабинович А.Ш. Стойкость и самозатачиваемость плужных лемехов и других режущих деталей сельскохозяйственных машин: Дис. . докт. техн. наук. Москва, 1968.

88. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982. - 400 с.

89. Резание грунтов. Сборник статей. / Под редакцией Спиваковского А.О., и Зеленина А.Н. М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1951. - 158 с.

90. Розенбаум А.Н. Исследование износостойкости сталей для режущих органов почвообрабатывающих орудий / В кн. Исследование материалов деталей сельскохозяйственных машин. // Труды ВИСХОМ. Вып. 53. М.: 1969 -С. 3-123 с.384

91. Розенбаум А.Н. Повышение долговечности режущих деталей почвообрабатывающих машин путем применения биметаллов: Дис. . канд. техн. наук. Москва, 1967. - 196 с.

92. Руководящий материал РМ ВИСХОМ 011-67. Методические указания по подбору износостойких материалов для деталей сельскохозяйственных машин. М.: ВИСХОМ. ОНТИ, 1968. - 122 с.

93. Руководящий технический материал. РТМ ВИСХОМ 23.2.36-73. Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах. М.: ВИСХОМ, 1964.

94. Севернев М.М., Марголин Ш.Ф. Некоторые вопросы изнашивающей способности почв // Тр. БИМСХ. Минск - 1959.

95. Севернев М.М. Определение сроков службы деталей машин при абразивном износе // Тр. БИМСХ. Минск - 1961.

96. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.

97. Сидоров А.И., Сидоров С.А. Плазматрон для наплавки порошковыми сплавами в защитной воздушно-порошковой среде // Сварочное производство. 1987. - №4 - С. 27.

98. Сидоров А.И., Сидоров С.А. Повышение долговечности деталей машин плазменной наплавкой. // Состояние и перспективы восстановления и упрочнения деталей машин. Мат. конф. Сборник 1 -М.: Об-во Знание. Центральный Российский дом знаний. 1994. - С. 61-62.

99. Сидоров А.И., Сидоров С.А. Повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин плазменной наплавкой // ВСХИЗО Агропромышленному комплексу. Сб. науч. тр. - Москва, 1995. - С. 258.

100. Сидоров С.А. Повышение надежности и работоспособности сферических дисков лущильников и борон // Сб. Повышение надежности и технологичности ремонта сельскохозяйственных машин. Труды JICXA. Елгава: JICXA. 1987, вып. 240 - С. 85-91.

101. Повышение межремонтного ресурса сферических дисковых почворежущих рабочих органов // Сб. Надежность и контроль качества. Приложение к журналу Стандарты и качество. М.: Изд-во стандартов, 1988 - №6 - С 6-10.

102. Сидоров С.А. Результаты исследований ресурса дисков лущильников, упрочненных твердыми сплавами // Тезисы докладов 5-й науч.-технич. конф. Механизация и автоматизация переместительных работ на предприятиях лесного комплекса. М.: МЛТИ, 1989. - С. 167.

103. Сидоров С.А. Обоснование эффективных способов повышения работоспособности и износостойкости сферических дисков почвообрабатывающих машин: Дис. . канд. техн. наук. Москва, 1996. - 320 с.386

104. Сидоров С.А. Технический уровень и ресурс рабочих органов сельхозмашин // Тракторы и сельхозмашины. 1998. - №3. - С. 29.

105. Сидоров С.А. Преимущества двойной заточки двухслойного наплавленного лезвия // Тракторы и сельхозмашины. 1998. - №11. - С. 54-56.

106. Сидоров С.А. Критерии целесообразности использования в сельхозмашинах упрочненных рабочих органах // Тракторы и сельхозмашины. -1998.-№10.-С. 42-43.

107. Сидоров С.А. Повышение работоспособности и долговечности дисков почвообрабатывающих машин // Достижения науки и техники АПК. -1998-№6-С. 32-33.

108. Сидоров С.А. Совершенствование конструкции и упрочнения дисковых рабочих органов // Механизация и электрофикация сельского хозяйства. 2003. - №8. - С. 30-32.

109. Сидоров С.А. Методика расчета на износостойкость моно- и биметаллических почворежущих рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. -2003. -№12. -С. 35-39.

110. Сидоров С.А., Бабин Ю.А. Повышение долговечности дисков сошников плазменной наплавкой // Сб. Восстановление деталей с.х. машин, тракторов и автомобилей. Экспресс-информация.: ЦНИИТЭИ ГОСАГРОПРОМа СССР, 1985, вып. 11. С. 2-4.

111. Сидоров С.А., Загурский В.К., Боровков П.Ф., Ращупкин Ю.В. Результаты испытаний дисков лущильников, упрочненных наплавчными методами // Тракторы и сельхозмашины. 1988. - №9. - С. 30.

112. Сидоров С.А., Сидоров А.И. Упрочнение почворежущих рабочих органов сельскохозяйственных машин плазменной наплавкой твердыми сплавами // Тезисы науч.-практич. конф. инженерное обеспечение агропромышленного комплекса Орел: ОГСХА. - 1998.- С. 162-164.

113. Сидоров С.А., Сидоров А.И. Выбор конструктивных параметров рабочих органов сельскохозяйственных машин и режимов их упрочнения387плазменной наплавкой. РГАЗУ - Агропромышленному комплексу. Сб. на-учн. трудов, часть 2. -М.: 2000.- С. 197.

114. Сидоров С.А. Сидоров А.И. Повышение ресурса почворежущих органов наплавочными сплавами // Механизация и электрофикация сельского хозяйства. 2003. - №9. - с. 20-22.

115. Синеоков Г.Н. Дисковые рабочие органы почвообрабатывающих машин. Теория и расчет. М.: Машгиз, 1949 - 86 с.

116. Синеоков Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. -М.: Машиностроение, 1965 -311 с.

117. Синеоков Т.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

118. Система технологий и машин для комплексной механизации лесного хозяйства в условиях рыночных отношений на 2001. .2005 г.г. Пушкино: ВНИИЛМ, 2001. - 133 с.

119. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Под ред. М.И. Клецкина: в 4-х т. -М.: Машиностроение, 1967. Т. 1. - 722 с.

120. Справочник механизатора лесного хозяйства / М.П. Албяков, Е.М. Желтов, Т.П. Ильин и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-ность, 1977.-296 с.

121. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. М.: Машгиз, 1959.-Т. 2-584 с.

122. Совершенно секретно // Рекламный проспект фирмы «Квернелэнд» (Норвегия), 2001. 6 с.

123. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. -М.: Гос. изд-во техни-ко-теоретич. лит-ры, 1954. 275 с.

124. Сталь для наивысшей производительности // Рекламный проспект фирмы «Вогель и Ноот» (Австрия), 2004. 12 с.

125. Стрельбицкий В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины. -М.: Машиностроение, 1978. 135 с.388

126. Стрельбицкий В.Ф. О создании самозатачивающихся дисков лущильников // Тракторы и сельхозмашины. 1973. - №3.

127. Стрельбицкий В.Ф. Силовые характеристики плоских и сферических дисков лущильников // Тракторы и сельхозмашины. 1969. - №5. - С. 21-22.

128. Сурилов B.C., Овчинников В.А. Исследование износостойкости двухслойных и однородных дисков лущильников // Тракторы и сельхозмашины. 1970. - №8.

129. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976.-271 с.

130. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. М.: Машиностроение, 1966. -331 с.

131. Тененбаум М.М. О непостоянстве относительной износостойкости .И в кн. Повышение износостойкости и долговечности режущих элементов сельскохозяйственных машин. М.: ВИСХОМ, 1971. - С. 57-63.

132. Тененбаум М.М., Кауфман С.М. и др. Методика установления предельных состояний рабочих органов почвообрабатывающих машин. М.: ВИСХОМ, 1985.-С. 33.

133. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1984.

134. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машин М.: Машиностроение, 1971.

135. Ткачев В.Н. Некоторые теоретические вопросы упрочнения быстроизнашивающихся деталей почвообрабатывающих машин // В кн. Ростовский НИИ технологии машиностроения. Сб. работ. Вып. 13. Ростов-на-Дону,1968.-С. 47-60.

136. Ткачев В.Н. Коган И.Л. Повышение долговечности дисковых рабочих органов почвообрабатывающих машин // Тракторы и сельхозмашины.1969. -№8.-С. 32-33.389

137. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. М.: Колос, 1970.-423 с.

138. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

139. Хасуи А., Моригаки О. Наплавки и напыление. М.: Машиностроение, 1985.-240 с.

140. Хрущев М.М. Классификация условий и видов изнашивания деталей машин // В сб. Трение и износ. Вып. VIII. М.: Изд-во АН СССР, 1953.

141. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 351 с.

142. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование влияния твердости абразива на износ металлов // В сб. Трение и износ в машинах. Том XI. М.: Изд-во АН СССР, 1956.

143. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука. 1970.-252 с.

144. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Некоторые итоги изучения абразивного изнашивания металлов // В кн. Теория трения и износа. -М.: Наука, 1965.

145. Цытович Н.А. Механика грунтов. -М.: Высш. шк., 1973. 280 с.

146. Шубин В.Н. Воспроизводство лесов одна из важнейших задач отрасли // Лесное хозяйство. - 1995. - №3 - С. 2-4.

147. Щучкин Н.В. Лемешные плуги и лущильники. -М.: Машгиз, 1952.

148. Яковлев В.Т. Математическое моделирование анализа силовой на-груженности механизмов навесных плугов // Сиб. вестн. с.-х. науки. 1995. -№3/4-С. 100-104.390

149. Яцук Е.П., Панов И.М., Ефимов Д.Н. Ротационные почвообрабатывающие машины. -М.: Машиностроение, 1971.

150. Johnston R., Birtwistler R. Weatland Disk Plough Investigation, II Disk Forces // Journal of Agric. Engg. Research, 1963 V. 8 - №4 - p. 312-326.

151. Gill. W.R. Soil disk geometry in harrow design // Integration Conference on Soil Dynamics. - Alabama. Auburn, 1985. - V.3.

152. Godwin R.J., Seig D.A.T., Allot M. The development and evaluation of a force prediction model for agricultural disks // Integration Conference on Soil Dynamics. Alabama. Auburn, 1985. - V.2.

153. Research, technology and production of agricultural implements. Catalogue of firm "Kvernelands Fabrik A/S". Oslo: 1972. 61 p.391