vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2022-16-4-13-18vimjour-488Research ArticleНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕNEW TECHNICS AND TECHNOLOGOESТриботехнические свойства материалов для опор скольжения культиваторовTribotechnical Properties of Materials for Cultivator Sliding BearingsДенисовВ. А.DenisovV. A.

Вячеслав Александрович Денисов, доктор технических наук, главный научный сотрудник

Москва

Vyacheslav A. Denisov, Dr.Sc.(Eng.), chief researcher

Moscow

va.denisov@mail.ruЗадорожнийР. Н.ZadorozhniyR. N.

Роман Николаевич Задорожний, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Москва

Roman N. Zadorozhniy, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Moscow

warrior-saint@yandex.ruРомановИ. В.RomanovI. V.

Илья Владимирович Романов, младший научный сотрудник

Москва

Ilya V. Romanov, junior researcher

Moscow

gosniti1953@mail.ruЧумакН. И.ChumakN. I.

Наталия Игоревна Чумак, ведущий инженер

Москва

Natalia I. Chumak, leading engineer

Moscow

chumak@vimlab.ruШитовА. О.AlexanderO. S.

Александр Олегович Шитов, инженер

Москва

Alexander O. Shitov, engineer

Moscow

shitov@vimlab.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2022131220221641318Copyright © Денисов В.А., Задорожний Р.Н., Романов И.В., Чумак Н.И., Шитов А.О., 20222022Денисов В.А., Задорожний Р.Н., Романов И.В., Чумак Н.И., Шитов А.О.Denisov V.A., Zadorozhniy R.N., Romanov I.V., Chumak N.I., Alexander O.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/488

Отметили, что сельхозтехника выходит из строя преимущественно из-за износа конструкционных деталей. Подчеркнули актуальность поиска новых материалов для изготовления отдельных узлов машин, которые по своим характеристикам не будут уступать прототипам. Акцентировали внимание на деталях, работающих в подвижных соединениях, в частности на бронзовых подшипниках скольжения типа «втулка», которые подвержены большим износам и часто нуждаются в замене. Предположили, что изготовление таких деталей из полимеров поможет решить проблему преждевременного выхода из строя узлов машины. (Цель исследования) Сравнить триботехнические свойства опор скольжения культиватора, изготовленных из бронзы и полиамида. (Материалы и методы) Изготовили два образца: один из подшипника скольжения (бронза марки БрО10Ф1) культиватора SunGarden GT10, второй – из прутка полиамида марки ПА-6. Использовали специальное оборудование: рентгенофлуоресцентный спектрометр Thermo Scientific Niton XL3t 900 GOLDD+, трибометр TRB-S-DE Tribometer CSM Instruments. (Результаты и обсуждение) Провели сравнительные триботехнические испытания по схеме «шар – диск». Установили преимущество образца из полиамида перед эталоном из бронзы: по коэффициенту трения – в 4 раза, по интенсивности изнашивания – в 12 раз. (Выводы) Определили, что применение подшипников скольжения из полимеров поможет продлить срок службы сельскохозяйственных культиваторов в 2 раза и повысить эффективность использования в 1,5 раза.

Agricultural machinery is stated to break down mainly due to the wear of structural parts. Thus, there is a necessity to apply new materials for manufacturing individual machine units whose characteristics will not be inferior to those of their prototypes. The paper primarily focuses on the components that work in movable joints, in particular, on the sleeve type bronze plain bearings which are exposed to high wear and often need replacing. The use of polymers for manufacturing such parts is supposed to solve the problem of untimely failure of machine components. (Research purpose) To compare the tribotechnical properties of cultivator sliding bearings made of bronze and polyamide. (Materials and methods) Two samples were made: one was made of the sliding bearing (BrO10F1 grade bronze) of the SunGarden GT10 cultivator, the other – of a PA-6 polyamide type rod. Special equipment was used such as: X-ray fluorescence spectrometer Thermo Scientific Niton XL3t 900 GOLDD+, TRB-S-DE Tribometer CSM Instruments. (Results and discussion) Comparative tribotechnical ball-disk tests were carried out. It was found out that polyamide sample has certain advantages over a bronze standard: it has a 4-times better friction coefficient and a 12-times better wear intensity. (Conclusions) It was determined that the use of polymer plain bearings will result in 2 times longer service life of agricultural cultivators and their 1.5 times increased efficiency.

опора скольженияподшипникбронзаполиамидтриботехникакоэффициент тренияизносостойкостькультиваторsliding bearingbearingbronzepolyamidetribotechnicsfriction coefficientwear resistancecultivatorReferencesИзмайлов А.Ю. Интеллектуальные технологии и роботизированные средства в сельскохозяйственном производстве // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. N5. С. 536-538.Izmaylov A.Yu. Intellektual'nye tekhnologii i robotizirovannye sredstva v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve [Intelligent technologies and robotic means in agricultural production]. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk. 2019. Vol. 89. N5. 536-538 (In Russian).Izmailov A.Yu., Moskovsky M.N., Podlesnyi D.S. Development of a set of working units from polymeric materials for the design of combine harvesters. MATEC Web of Conferences. 2018 International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. 2018. 05010.Izmailov A.Yu., Moskovsky M.N., Podlesnyi D.S. Development of a set of working units from polymeric materials for the design of combine harvesters. MATEC Web of Conferences. 2018 International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. 2018. 05010 (In English).Дорохов А.С., Старостин И.А., Ещин А.В., Курбанов Р.К. Технические средства для химической защиты растений: состояние и перспективы развития // Агроинженерия. 2022. Т. 24. N3. С. 12-18.Dorokhov A.S., Starostin I.A., Eshchin A.V., Kurbanov R.K. Tekhnicheskie sredstva dlya himicheskoy zashchity rasteniy: sostoyanie i perspektivy razvitiya [Technical means for chemical protection of plants: current state and development prospects]. Agroinzheneriya. 2022. Vol. 24. N3. 12-18 (In Russian).Дорохов А.С., Свиридов А.С., Гончарова Ю.А., Алехина Р.А. Оценка химической стойкости полиуретановых компаундов, применяемых при изготовлении диафрагм мембранно-поршневых насосов // Техника и оборудование для села. 2021. N8 (290). С. 41-44.Dorokhov A.S., Sviridov A.S., Goncharova Yu.A., Alekhina R.A. Otsenka himicheskoy stoykosti poliuretanovykh kompaundov, primenyaemykh pri izgotovlenii diafragm membranno-porshnevykh nasosov [Evaluation of the chemical resistance of polyurethane compounds used in the manufacture of diaphragms for diaphragm piston pumps] Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2021. N8 (290). 41-44 (In Russian).Славкина В.Э., Кузьмин А.М., Гончарова Ю.А., Алехина Р.А., Денисов В.А. Исследование реологических свойств композиционных материалов для изготовления распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей // Клеи. Герметики. Технологии. 2022. N6. С. 26-33.Slavkina V.E., Kuz'min A.M., Goncharova Yu.A., Alekhina R.A., Denisov V.A. Issledovanie reologicheskikh svoystv kompozitsionnykh materialov dlya izgotovleniya raspyliteley sel'skokhozyaystvennykh opryskivateley [Investigation of rheological properties of composite materials for manufacture of sprayers of agricultural sprayer-machines] Klei. Germetiki. Tekhnologii. 2022. N6. 26-33 (In Russian).Sharifullin S.N., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Kudryashova E.Y., Reschikov E.O., Izikaeva A.I. Tribotechnical tests of layered polymers. Tribology in Industry. 2020. Vol. 42. N1. 81-88.Sharifullin S.N., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Kudryasho­va E.Y., Reschikov E.O., Izikaeva A.I. Tribotechnical tests of layered polymers. Tribology in Industry. 2020. Vol. 42. N1. 81-88 (In English).Slavkina V., Lopatina Yu. Study of tribotechnical characteristics of 3d printed abs plastic samples. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Modern Power Engineering. 2020. 012032.Slavkina V., Lopatina Yu. Study of tribotechnical characteristics of 3d printed abs plastic samples. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Modern Power Engineering. 2020. 012032 (In English).Shibata K., Yamaguchi T., Hokkirigawa K. Tribological behavior of polyamide 66/rice bran ceramics and polyamide 66/glass bead composites. Wear. 2014. Vol. 317. Iss. 1-2. 1-7.Shibata K., Yamaguchi T., Hokkirigawa K. Tribological behavior of polyamide 66/rice bran ceramics and polyamide 66/glass bead composites. Wear. 2014. Vol. 317. 1-2. 1-7 (In English).Li J., Xia Y.C. The reinforcement effect of carbon fiber on the friction and wear properties of carbon fiber reinforced PA6 composites. Fibers and polymers. 2009. V. 10. N4. 519525.Li J., Xia Y.C. The reinforcement effect of carbon fiber on the friction and wear properties of carbon fiber reinforced PA6 composites. Fibers and polymers. 2009. Vol. 10. N4. 519-525 (In English).Unal H., Mimaroglu A. Friction and wear performance of polyamide 6 and graphite and wax polyamide 6 composites under dry sliding conditions. Wear. 2012. Vol. 289. 132-137.Unal H., Mimaroglu A. Friction and wear performance of polyamide 6 and graphite and wax polyamide 6 composites under dry sliding conditions. Wear. 2012. Vol. 289. 132-137 (In English).Dorokhov A.S., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Romanov I.V., Zuevskiy V.A. The tribotechnical properties of electrosparks with a secondary bronze coating. Coatings. 2022. Vol. 12. N3. 312.Dorokhov A.S., Denisov V.A., Zadorozhny R.N., Roma­nov I.V., Zuevskiy V.A. The tribotechnical properties of electrosparks with a secondary bronze coating. Coatings. 2022. Vol. 12. N3. 312 (In English).Романов И.В., Задорожний Р.Н. Оценка триботехнических свойств покрытия, полученного электроискровым упрочнением // Технический сервис машин. 2020. N4 (141). С. 157-163.Romanov I.V., Zadorozhniy R.N. Otsenka tribotekhniches­kikh svoystv pokrytiya, poluchennogo elektroiskrovym uprochneniem [Evaluation of tribotechnical properties of the coating obtained by electric spark hardening]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2020. N4 (141). 157-163 (In Russian).Романов И.В., Задорожний Р.Н., Денисов В.А. Исследование триботехнической работоспособности вторичных бронзовых материалов // МашТех 2022. Инновационные технологии, оборудование и материальные заготовки в машиностроении: Сборник трудов Международной научно-технической конференции. Москва. 2022. С. 340343.Romanov I.V., Zadorozhniy R.N., Denisov V.A. Issledovanie tribotekhnicheskoy rabotosposobnosti vtorichnykh bronzovykh materialov [Tribological performance of secondary bronze materials]. MashTekh 2022. Innovatsionnye tekhnologii, oborudovanie i material'nye zagotovki v mashinostroenii: Sbornik trudov Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. Moscow. 2022. 340-343 (In Russian).Евсюков А.А., Денисов В.А. Исследование физико-механических свойств электроискровых покрытий // МашТех 2022. Инновационные технологии, оборудование и материальные заготовки в машиностроении: Сборник трудов Международной научно-технической конференции. Москва. 2022. С. 297-299.Evsyukov A.A., Denisov V.A. Issledovanie fiziko-mekhanicheskikh svoystv elektroiskrovykh pokrytiy [Physical and mechanical properties of electrospark coatings]. MashTekh 2022. Innovatsionnye tekhnologii, oborudovanie i material'nye zagotovki v mashinostroenii: Sbornik trudov Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. Moscow. 2022. 297-299 (In Russian).Жачкин С.Ю., Пеньков Н.А., Сидоркин О.А., Задорожний Р.Н., Стрункин П.В. Аналитическая оценка износа рабочей поверхности шнековых устройств с композиционным покрытием // Технический сервис машин. 2021. N2(143). С. 151-161.Zhachkin S.Yu., Pen'kov N.A., Sidorkin O.A., Zadorozhniy R.N., Strunkin P.V. Analiticheskaya otsenka iznosa rabo­chey poverkhnosti shnekovykh ustroystv s kompozitsionnym pokrytiem [Analytical assessment of wear of the working surface of screw devices with composite coating]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2021. N2 (143). 151-161 (In Russian).Денисов В.А., Кудряшова Е.Ю., Романов И.В., Рещиков Е.О. Сравнительные испытания на износостойкость слоистых полимеров с добавлением армирующих волокон // Труды ГОСНИТИ. 2018. Т. 132. С. 164-175.Denisov V.A., Kudryashova E.Yu., Romanov I.V., Reshchikov E.O. Sravnitel'nye ispytaniya na iznosostoykost' sloistykh polimerov s dobavleniem armiruyushchikh volokon [Comparative tests on wear resistance of layered polymers with the addition of reinforcing fibers]. Trudy GOSNITI. 2018. Vol. 132. 164-175 (In Russian).Гончарова Ю.А., Денисов В.А. Анализ отказов полимерных деталей сельскохозяйственной техники // Технический сервис машин. 2021. N3(144). С. 146-154.Goncharova Yu.A., Denisov V.A. Analiz otkazov polimer­nykh detaley sel'skokhozyaystvennoy tekhniki [Failures of polymer parts of agricultural machinery]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2021. N3(144). 146-154 (In Russian).Denisov V.A., Slavkina V.E., Sviridov A.S., Goncharova Y.A. Study of 3D printed agricultural slotted spray nozzles. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2022. Vol. 51. N3. С. 271-276.Denisov V.A., Slavkina V.E., Sviridov A.S., Goncharova Y.A. Study of 3D printed agricultural slotted spray nozzles. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2022. Vol. 51. N3. 271-276 (In English).Славкина В.Э., Кузьмин А.М., Гончарова Ю.А., Алехина Р.А., Денисов В.А. Исследование реологических свойств композиционных материалов для изготовления распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей // Клеи. Герметики. Технологии. 2022. N6. С. 26-33.Slavkina V.E., Kuz'min A.M., Goncharova Yu.A., Alekhina R.A., Denisov V.A. Issledovanie reologicheskikh svoystv kompozitsionnykh materialov dlya izgotovleniya raspyliteley sel'skokhozyaystvennykh opryskivateley [Investigation of rheological properties of composite materials for manufacture of sprayers of agricultural sprayer-machines]. Klei. Germetiki. Tekhnologii. 2022. N6. 26-33 (In Russian).Черноиванов В.И., Денисов В.А., Соломашкин А.А. Способ определения остаточного ресурса деталей машин // Технический сервис машин. 2020. N1(138). С. 50-57.Chernoivanov V.I., Denisov V.A., Solomashkin A.A. Sposob opredeleniya ostatochnogo resursa detaley mashin [How to determine the remaining life of machine parts]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2020. N1(138). 50-57(In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.