Анализ состояния изношенных пальцев жаток современных зерноуборочных комбайнов

Введение. Исследования надежности сов^еменных зе^ноубо^очных комбайнов ^азных ма^ок показывают, что п^име^но 12…20 % возможных отказов зе^ноубо^очных комбайнов относятся к ^ежущим аппа^атам жаток [1, 2]. В свою оче^едь, около 90% отказов ^ежущего аппа^ата возникает из-за износа, поломок и пов^еждений деталей ^ежущей па^ы. Анализ данных, полученных в ходе наблюдения, п^едоставил возможность установить типичные неисп^авности элементов ^ежущей па^ы, к кото^ым относятся поломки, вык^ашивания и механический износ сегментов и пальцев, ослабление заклепок сегментов и п^отиво^ежущих пластин.

В ^аботах [3, 4] отмечается, что износ деталей ^ежущего аппа^ата зависит от состояния ^астительной массы и количества в ней аб^азивных частиц (к^исталлов к^емнезема и частиц ква^ца). Большое влияние на износ оказывает ^ельеф полевых участков, механический состав и каменистость ве^хнего слоя почвы этих участков. П^и движении комбайна по не^овному, с вы^аженным ^ельефом, полю жатка вместе со стеблями захватывает ве^хний слой почвы, что усиливает эффект контакта элементов ^ежущей па^ы с аб^азивом. К^оме этого большое влияние на износ деталей ^ежущей па^ы оказывает ве^тикальная сила, возникающая в ^езультате п^оцесса ^езания, под воздействием кото^ой лезвие сегмента п^ижимается к ^ежущей пове^хности пальца [3-5].

П^оанализи^овав ^аботу [3], можно утве^ждать, что зазо^ между сегментом и ^ежущей пове^хностью пальца по длине ножа описывается пе^иодической функцией. ^то обусловлено изгибом ножа в п^одольном нап^авлении под действием тягового усилия п^ивода, кото^ое вызывает его дефо^мацию и повышенный износ пальцев в местах изгиба ножа. Это подтве^ждается п^оведенным нами анализом износов пальцев, кото^ым установлена существенная ^азница между минимальным и максимальным износом ^ежущей пове^хности пальцев одной жатки [6]. Данное обстоятельство оп^еделяется конст^уктивными особенностями ^ежущего аппа^ата зе^ноубо^очного комбайна. Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что детали ^ежущего аппа^ата комбайна ^аботают в тяжелых условиях аб^азивного износа. Наиболее ответственной, конст^уктивно и технологически сложной, а также до^огой и массовой деталью ^ежущего аппа^ата жатки зе^ноубо^очного комбайна является палец. Поэтому для п^оведения научных исследований были выб^аны детали (^ежущие пове^хности) наиболее ^асп^ост^аненных сов^еменных зе^ноубо^очных комбайнов фи^мы John Deere.

Материалы и ᴍетᴏды исследᴏвания.

Для п^оведения научных исследований были выб^аны детали (^ежущие пове^хности) наиболее ^асп^ост^аненных сов^еменных отечественных и за^убежных зе^ноубо^очных комбайнов:

• 1.    Палец Р230.21.000 устанавливается на жатки модели РСМ-081.27 и ЖУ-5; ЖУ-6, ЖУ-7; ЖУ-8,6 комбайнов Дон-1500, ACROS. Выполнен из стали 35Л. Мате^иал п^отиво^ежущей пластины сталь 65Г ГОСТ 14959 (^исунок 1).

• 2.    Палец КG35 379720 устанавливается на жатки типа Varifeed, High Capacity, Extra Capacity, комбайнов се^ий СХ, CR, CS и CSX фи^мы New Holland изготовлен из стали EN8D BS970:1955– аналога стали 45 ГОСТ 1050 (^исунок 2).

Для получения достове^ной инфо^мации об износах деталей, была п^одефектована выбо^ка изделий в количестве 100 штук каждого наименования. Изме^яли линейный износ ^ежущей пове^хности пальца, п^и помощи ШЦЦ-I 0-300-0,01 ГОСТ 166-89. Об^аботку полученных данных п^оводили с использованием ПЭВМ.

Рисунок 1 - Изношенный палец Р230.21.000

Рисунок 2 - Изношенный палец KG35 379720

Результаты и ᴏбсуждение. Исследованиями было установлено, что износ и затупление серийных изделий характеризуется двумя стадиями: п^и^аботкой и естественным изнашиванием. П^и^аботка п^оисходит, главным об^азом, в течение на^аботки ^ежущих пове^хностей в 1 гекта^. В этот пе^иод наблюдается наиболее интенсивный износ ^ассмат^иваемых пове^хностей. На ^ежущих пове^хностях пальцев Р230.21.000наблюдается явно вы^аженная выпуклость. К^омки после п^и^аботки имеют ^адиус ск^угления 0,07...0,1мм. Результаты математической об^аботки износной информации представлены в таблице 1 и на рисунках 3...4.

Таблица 1 – Статистические показатели

Наименование изношенной пове^хности и детали	Тео^етичес-кий закон ^асп^еделе-ния (ТЗР) износов	Па^амет^ы ТЗР
		6 ^ У ^ я 2 н s 5 д д о я cd о § § Я о	-е- 5 г®ц я О cd к я	И щ ^ со К S	S )S OJ S о о о я 8	§ К О нд m Я Я	Я 0J н о
Режущая пове^хность пальца ма^ки Р230.21.000	ЗНР	0,162	0,333	0,80	1,248	1,50	2,60
Режущая пове^хность пальца ма^киКG35 379720	ЗРВ	0,171	0,446	0,90	1,252	1,50	9,42

Рисунок 3 – Тео^етические интег^альные к^ивые ^асп^еделения износов ^ежущей пове^хности пальцев Р230.21.000

Рисунок 4 –Тео^етические интег^альные к^ивые ^асп^еделения износов ^ежущей пове^хности пальцев КG35 379720

Анализ полученной инфо^мации показал, что от 70 до 93% п^одефектованных ^ежущих пове^хностей деталей т^ебуют восстановления. П^и этом максимальный износ пальцев имеет значение 1,5 мм. С^едняя на^аботка на отказ пальцев КG35 379720 составляет 21 га. Пальцы Р230.21.000 имеют с^еднюю на^аботку на отказ 11 га.

В целом анализ технического состояния пальцев показал, что их ^ежущие пове^хности подве^гаются воздействию аг^ессивных с^ед и мате^иалов и существует необходимость в увеличении износостойкости этих деталей. В свою оче^едь методы пове^хностного уп^очнения, п^именяемые в п^оизводстве для ^ежущих пове^хностей деталей, т^ебуют усове^шенствования или замены на новые методы, кото^ые позволяли бы получать износостойкие слои из новых мате^иалов, имеющих высокие физикомеханические свойства.

Химический состав мате^иалов, используемых для изготовления пальцев жаток, позволяет п^именять методы пове^хностного уп^очнения деталей и методы нанесения уп^очняющих пок^ытий. Многочисленные ^езультаты исследований показывают убедительные п^еимущества таких методов [4 - 9].

Вывᴏд. ^асто изнашиваемыми деталями зе^ноубо^очного комбайна являются пальцы жаток, их максимальный износ колеблется в п^еделах 1,31…1,5 мм, п^и этом от 70 до 93% п^одефектованных пове^хностей т^ебуют своего восстановления.

Списᴏк испᴏльзᴏванных истᴏчникᴏв:

• 1.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Тео^ия и п^актика элект^оиск^ового уп^очнения ^ежущих деталей машин амо^фными и нанок^исталлическими сплавами: учеб. моног^афия // О^ел. Изд-во О^ел ГАУ. 2015. - 174. c.

• 2.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Уп^очнение элект^оиск^овой об^аботкой ^ежущих к^омок зе^ноубо^очных машин // Вестник О^ловского госуда^ственного аг^а^ного униве^ситета. 2013. Т. 40. №1. С. 187–190.

• 3.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Оп^еделение ^ационального в^емени элект^оиск^овой об^аботки пальцев жаток зе^ноубо^очных комбайнов элект^одом из амо^фного сплава ма^ки 84КХСР // Т^уды ГОСНИТИ. 2016. Т. 124. № 3. С. 35–39.

• 4.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С., К^авченко И.Н. Технология восстановления пальцев жаток зе^ноубо^очных комбайнов с уп^очнением элект^оиск^овой об^аботкой // Вестник Феде^ального госуда^ственного об^азовательного уч^еждения высшего п^офессионального об^азования Московский госуда^ственный аг^оинжене^ный униве^ситет им. В.П. Го^ячкина. 2015. № 2 (66). С. 27–32.

• 5.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Результаты эксплуатационных испытаний деталей ^ежущего аппа^ата зе^ноубо^очных машин, уп^очненных элект^оиск^овой об^аботкой элект^одом из амо^фного сплава 84КХСР // Т^уды ГОСНИТИ. 2013. Т. 111, ^. 1. С. 91–94.

• 6.    Коломейченко А.В., Кузнецов И.С. Уп^очнение элект^оиск^овой об^аботкой ^ежущих к^омок зе^ноубо^очных машин // Вестник О^елГАУ : тео^етич. и науч.-п^акт. жу^н. 2013. №1. С.187– 190.

• 7.    Кузнецов И.С., П^окошина Т.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зе^ноубо^очных машин // В сбо^нике: Эне^госбе^егающие технологии и техника в сфе^е АПК Сбо^ник мате^иалов к Меж^егиональной выставке-конфе^енции. 2011. С. 192– 196.

• 8.    Кузнецов И.С., Х^омов В.Н., Пет^ашов А.С., П^окошина Т.С., Мошкин А.А. Элект^оиск^овое леги^ование // В сбо^нике: Сбо^ник докладов молодых ученых факультета аг^отехники и эне^гообеспечения О^ел, 2007. С. 62–68.

• 9.    Кузнецов И.С. Элект^оиск^овая об^аботка элект^одами из амо^фных и нанок^исталлических сплавов ^ежущих деталей // Т^уды ГОСНИТИ. 2011. Т. 108. С. 230–233.

• 10.    Кузнецов И.С. Элект^оиск^овая технология уп^очнения деталей ^ежущего аппа^ата жаток элект^одами из амо^фных и нанок^исталлических сплавов : авто^ефе^ат дис... кандидата технических наук : 05.20.03 / Мо^довский госуда^ственный униве^ситет имени Н.П. Ога^ева. Са^анск, 2013.

• 11.    К^упин А.Е. Увеличение износостойкости ножей косилки// Сельский механизато^. 2013. №3. С. 34–35.

• 12.    К^упин А.Е., Колпаков А.В. П^одление ^есу^са ^ежущих аппа^атов убо^очных машин// Сельский механизато^. 2013. №4. С. 36– 38.

• 13.    К^упин А.Е., Ма^кин М.В., Ми^онов Е.Б. О способах уп^очнения ^ежущих элементов убо^очных сельскохозяйственных машин // Новая наука: П^облемы и пе^спективы. 2016. №8 (97). С. 155–158.

• 14.    К^упин А.Е., Матвеев В.Ю. Повышение износостойкости ножей ^отационных косилок путем оптимизации па^амет^ов х^оми^ования их пове^хностей // Т^уды ГОСНИТИ. 2015. Т. 119. С. 213–218.

ANALYSIS OF THE CONDITION OF WORN FINGERS OF

HEADERS OF MODERN COMBINE HARVESTERS

Kuznetsov I.S., T.S. Prokoshina