vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2023-17-1-41-50vimjour-505Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTОсновные направления повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельскохозяйственных машинIncreasing the Operating Lifetime of Wearable Working Bodies of Agricultural MachinesЛобачевскийЯ. П.LobachevskiyYa. P.

Лобачевский Яков Петрович - академик-секретарь Отделения сельскохозяйственных наук РАН, доктор технических наук, профессор, академик РАН.

Москва

Yakov P. Lobachevskiy - Dr.Sc.(Eng.), professor, member of the Russian Academy of Sciences, academician-secretary of the Department of Agricultural Sciences the Russian Academy of Sciences.

Moscow

vim@vim.ruМироновД. А.MironovD. A.

Миронов Денис Александрович - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

Москва

Denis A. Mironov - Ph.D.(Eng.), leading researcher.

Moscow

nano.otdel@mail.ruМироноваА. В.MironovaA. V.

Миронова Анастасия Владимировна - научный сотрудник.

Москва

Anastasiya V. Mironova - researcher.

Moscow

timchenko-anastasia93@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2023020420231714150Copyright © Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Миронова А.В., 20232023Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Миронова А.В.Lobachevskiy Y.P., Mironov D.A., Mironova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/505

Отметили, что от характеристик рабочих органов существенно зависит эффективность эксплуатации сельскохозяйственных машин или орудий. Подчеркнули важность таких параметров, как надежность и ресурс, которые в значительной степени зависят от износостойкости, прочности, а также от конструктивных особенностей. (Цель исследования) Обосновать выбор современных эффективных направлений для повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельхозмашин, а также видов и характеристик применяемых материалов и технологических способов их упрочнения. (Материалами и методы) Изучили многолетний опыт работы ФНАЦ ВИМ по данному направлению. Провели предметный анализ соответствующей технической информации. (Результаты и обсуждение) Представили основы и условия абразивного изнашивания деталей сельхозмашин. Раскрыли понятие «конструкционной износостойкости». Проанализировали материалы (стали, твердые сплавы) рабочих органов сельхозмашин, используемых в России и за рубежом. Привели их основные сравнительные физико-механические характеристики. Предложили методику выбора базовых конструктивных параметров исходя из прочностных характеристик применяемых материалов. Сравнили наплавочные технологии упрочнения рабочих органов сельхозмашин. Обосновали наиболее эффективные технологические варианты, отдельные технико-экономические параметры, рекомендации по применению материалов. (Выводы) Доказали, что применение наплавочных технологий повышает ресурс рабочих органов в 1,5-4,5 раза при значительной экономической эффективности.

The efficiency of agricultural machine and tool operation is noted to significantly depend on the characteristics of the working bodies. The paper emphasizes the importance of working bodies’ reliability and operating lifetime which largely depend on wear resistance, strength, as well as design features. (Research purpose) To substantiate the choice of effective modern directions to increase the operating lifetime of wearable agricultural machine working bodies, the choice of types and characteristics of the materials used and technological methods for their hardening. (Materials and methods) The many years’ experience of the FNAC VIM in this area has been studied. A concept analysis of the relevant technical information has been conducted. (Results and discussion) The basics and conditions of abrasive wear of agricultural machinery parts are presented. The concept of "structural wear resistance" is clarified. The paper analyzes the materials (steels, hard alloys) of the working bodies of the agricultural machines used in Russia and abroad. Their main comparative physical and mechanical characteristics are pointed out. A method is proposed for selecting basic design parameters based on the strength characteristics of the materials used. Surfacing technologies for hardening the agricultural machine working bodies are compared. The paper substantiates the most effective technological options, individual technical and economic parameters, recommendations for the use of materials. (Conclusions) It is proved that the use of surfacing technologies leads to a 1.5-4.5-times increase in the operating lifetime of working bodies and significant economic efficiency.

рабочие органыизносостойкостьресурс рабочих органовтвердые сплавысталиупрочняющие технологиинаплавочные технологииэкономическая эффективностьworking bodieswear resistanceoperating lifetime of working bodieshard alloyssteelshardening technologiessurfacing technologieseconomic efficiencyReferencesСидоров С.А., Миронов Д.А., Миронова А.В., Рябов В.В. Повышение износостойкости и других ресурсных характеристик материалов рабочих органов почвообрабатывающих машин // Металлург. 2021. N5. С. 93-99.Sidorov S.A., Mironov D.A., Mironova A.V., Ryabov V.V. Povyshenie iznosostoykosti i drugikh resursnykh kharakteristik materialov rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin [Increase of wear resistance and other resource characteristics of materials of working bodies of tillage machines]. Metallurg. 2021. N5. 93-99 (In Russian).Панов А.И., Пляка В.И., Лискин И.В., Миронова А.В. Закономерности изнашивания лезвий почвообрабатывающих рабочих органов // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2020. N1(95). С. 19-24.Panov A.I., Plyaka V.I., Liskin I.V., Mironova A.V. Zakonomernosti iznashivaniya lezviy pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov [Wear patterns of soil cutting blades]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2020. N1(95). 19-24 (In Russian).Миронов Д.А., Сидоров С.А., Лискин И.В. Прочностные и ресурсные характеристики почворежущих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13. N3. С. 39-43.Mironov D.A., Sidorov S.A., Liskin I.V. Prochnostnye i resursnye kharakteristiki pochvorezhushchikh rabochikh organov [Strength and Durability Characteristics of Soil-Cutting Working Tools]. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2019. Vol. 13. N3. 39-43 (In Russian).Измайлов А.Ю., Сидоров С.А., Лобачевский Я.П., Хорошенков В.К., Хлусова Е.И., Рябов В.В. Новые материалы и технологии нанесения твердосплавных покрытий для деталей почвообрабатывающих машин // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2016. N2. С. 66-69.Izmaylov A.Yu., Sidorov S.A., Lobachevskiy Ya.P., Khoroshenkov V.K., Khlusova E.I., Ryabov V.V. Novye materialy i tekhnologii naneseniya tverdosplavnykh pokrytiy dlya detaley pochvoobrabatyvayushchikh mashin [New materials and technologies for placing hard alloy covers for details of soil tillers]. Vestnik rossiyskoy sel'skokhozyaystvennoy nauki. 2016. N2. 66-69 (In Russian).Сидоров С.А., Зволинский В.Н. Повышение прочностных характеристик рабочих органов почвообрабатывающих машин путем защиты определенных зон от интенсивного абразивного изнашивания // Технический сервис машин. 2019. N1(134). С. 179-193.Sidorov S.A., Zvolinskiy V.N. Povyshenie prochnostnykh kharakteristik rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin putem zashchity opredelennykh zon ot intensivnogo abrazivnogo iznashivaniya [Improving the strength characteristics of the working tillage machinery organs by protecting certain areas from intense abrasive wears]. Tekhnicheskiy servis mashin. 2019. N1(134). 179-193 (In Russian).Сурус А.И., Блохин А.В., Лось А.М. Повышение эксплуатационных характеристик деталей сельскохозяйственных машин, работающих в условиях повышенного износа и коррозии // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. 2017. N1(16). С. 103-109.Surus A.I., Blokhin A.V., Los' A.M. Povyshenie ekspluatatsionnykh kharakteristik detaley sel'skokhozyaystvennykh mashin, rabotayushchikh v usloviyakh povyshennogo iznosa i korrozii [Improving the performance of parts of agricultural machines, working in conditions of high wear and corrosion resistance]. Konstruirovanie, ispol'zovanie i nadezhnost' mashin sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya. 2017.Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Миронов Д.А., Хорошенков В.К., Сидоров С.А. Повышение конструкционной прочности рабочих органов почвообрабатывающих машин // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. N3. С. 57-60.Izmaylov A.Yu., Lobachevskiy Ya.P., Liskin I.V., Mironov D.A., Khoroshenkov V.K., Sidorov S.A. Povyshenie konstruktsionnoy prochnosti rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin [Increasing the structural strength of tillage machine working bodies]. Rossiyskaya sel'skokhozyaystvennaya nauka. 2018. N3. 57-60 (In Russian).Сидоров С.А., Миронов Д.А., Хорошенков В.К., Хлусова Е.И. Наплавочные методы повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельхозмашин // Сварочное производство. 2015. N10. С. 35-40.Sidorov S.A., Mironov D.A., Khoroshenkov V.K., Khlusova E.I. Naplavochnye metody povysheniya resursa bystroiznashivaemykh rabochikh organov sel'khozmashin [Surfacing methods for increasing the durability of agricultural machine working bodies]. Svarochnoe proizvodstvo. 2015. N10. 35-40 (In Russian).Дудников А.А., Беловод А.И., Пасюта А.Г., Келемеш А.А., Горбенко А.В. Технологические способы повышения долговечности и ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин // Технологический аудит и резервы производства. 2015. N5/1(25). С. 4-7.Dudnikov A.A., Belovod A.I., Pasyuta A.G., Kelemesh A.A., Gorbenko A.V. Tekhnologicheskie sposoby povysheniya dolgovechnosti i resursa rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin [Techniques to increase the durability and working life of tillage machine working bodies]. Tekhnologicheskiy audit i rezervy proizvodstva. 2015. N5/1(25). 4-7 (In Russian).Sidorov S.A., Lobachevskii Y.P., Khoroshenkov V.K., Akhmedova T.S., Vorob'ev D.A. Wear and breakage resistance of hard alloy coatings strengthened with tungsten carbide. Metallurgist. 2018. Vol. 61. N11-12. 1023-1028.Sidorov S.A., Lobachevskii Y.P., Khoroshenkov V.K., Akhmedova T.S., Vorob'ev D.A. Wear and breakage resistance of hard alloy coatings strengthened with tungsten carbide. Metallurgist. 2018. Vol. 61. N11-12. 1023-1028 (In English).Соловьев С.А., Иванайский В.В., Ишков А.В., Кривочуров Н.Т., Лялякин В.П., Аулов В.Ф. Износостойкие композиционные покрытия для рабочих органов сельхозмашин. М.: РАН. 2019. 187 с.Solov'ev S.A., Ivanayskiy V.V., Ishkov A.V., Krivochurov N.T., Lyalyakin V.P., Aulov V.F. Iznosostoykie kompozitsionnye pokrytiya dlya rabochikh organov sel'khozmashin [Wear-resistant composite coatings for agricultural machine working bodies of]. Moscow: RAN. 2019. 187 (In Russian).Izmaylov A.Yu., Sidorov S.A., Khoroshenkov V.K., Khlusova E.I., Ryabov V.V. Novel high-alloy boron-containing steels for driven elements of tilling machines. Metal Science and Heat Treatment. 2017. Vol. 59. N3-4. 208-210.Izmaylov A.Yu., Sidorov S.A., Khoroshenkov V.K., Khlusova E.I., Ryabov V.V. Novel high-alloy boron-containing steels for driven elements of tilling machines. Metal Science and Heat Treatment. 2017. Vol. 59. N3-4. 208-210 (In Engllish).Сидоров С.А. Методика расчета рабочих органов почвообрабатывающих машин на прочность // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. N12. С. 39-40.Sidorov S.A. Metodika rascheta rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin na prochnost' [Stress calculation method for tillage machine working bodies]. Traktory i sel'skokhozyaystvennye mashiny. 2008. N12. 39-40 (In Russian).Сидоров С.А., Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Золотарев А.С. Влияние геометрических и установочных параметров плужных рабочих органов на агротехнические и силовые характеристики // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N2. С. 10-16.Sidorov S.A., Lobachevskiy Ya.P., Mironov D.A., Zolotarev A.S. Vliyanie geometricheskikh i ustanovochnykh parametrov pluzhnykh rabochikh organov na agrotekhnicheskie i silovye kharakteristiki [Influence of geometric and setup parameters of the arrangement of working tools on agrotechnical and power characteristicS]. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2020. Vol. 14. N2. 10-16 (In Russian).Ожегов Н.М., Добринов А.В., Ружьев В.А. Исследования методов упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин и разработка автоматической установки для нанесения на них упрочняющих покрытий // Современные наукоемкие технологии. 2017. N3. С. 28-31.Ozhegov N.M., Dobrinov A.V., Ruzh'ev V.A. Issledovaniya metodov uprochneniya rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin i razrabotka avtomaticheskoy ustanovki dlya naneseniya na nikh uprochnyayushchikh pokrytiy [Investigations of methods of strengthening the working organs of tillage machines and the development of an automatic plant for applying hardening coatings on them]. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2017. N3. 28-31 (In Russian).Лискин И.В., Алдошин Н.В., Горбачев И.В., Панов А.И. Совершенствование конструкции плужных лемехов с накладным долотом // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2018. N1(83). С. 15-19.Liskin I.V., Aldoshin N.V., Gorbachev I.V., Panov A.I. Sovershenstvovanie konstruktsii pluzhnykh lemekhov s nakladnym dolotom [Improving the design of ploughshares with a composite chisel]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2018. N1(83). 15-19 (In Russian).Лискин И.В., Панов А.И., Горбачев И.В. результаты испытаний лемехов с накладным долотом // Сельский механизатор. 2017. N 5. С. 8-9.Liskin I.V., Panov A.I., Gorbachev I.V. Rezul'taty ispytaniy lemekhov s nakladnym dolotom [Test results for shares with overhead chisel]. Sel'skiy mekhanizator. 2017. N 5. 8-9 (In Russian).Sidorov S.A., Khoroshenkov V.K., Lobachevskii Y.P., Akhmedova T.S. Improving wear resistance of agricultural machine components by applying hard-alloy thick-layer coatings using plasma surfacing. Metallurgist. 2017. Vol. 60. N11-12. 1290-1294.Sidorov S.A., Khoroshenkov V.K., Lobachevskii Y.P., Akhmedova T.S. Improving wear resistance of agricultural machine components by applying hard-alloy thick-layer coatings using plasma surfacing. Metallurgist. 2017. Vol. 60. N11-12. 1290-1294 (In English).

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