Підвищення довговічності та зносостійкості робочих агрегатів ґрунтообробних машин

Abstract

Магістерська робота присвячена вирішенню актуальної науково прикладної проблеми підвищення надійності та ефективності ґрунтообробних машин шляхом удосконалення технології зміцнення ґрунторізальних робочих органів. У роботі виявлено протиріччя між традиційними підходами до підвищення довговічності ґрунтообробної техніки та вимогами до зниження енерговитрат у процесі обробітку ґрунту. Запропоновано біосистемний підхід до спільного підвищення надійності й ефективності ґрунтообробних робочих органів. Обґрунтовано та експериментально перевірено нові способи переривчастого наплавлення зносостійкими матеріалами за біонічно обґрунтованими параметрами, які забезпечують формування в процесі експлуатації зубчастої або хвилястої геометрії ріжучих крайок лез. Установлено, що така форма лез сприяє зменшенню опору ґрунту різанню, зниженню контактного тиску на робочі поверхні та уповільненню процесів зношування. Результати лабораторних, польових і виробничих випробувань підтвердили ефективність запропонованого підходу: інтенсивність зношування робочих органів зменшується до двох разів, а енерговитрати на обробіток ґрунту — до 70 % порівняно з традиційним суцільним наплавленням твердими сплавами. Отримані результати мають практичну цінність для підвищення ресурсу ґрунтообробної техніки та зниження витрат на її експлуатацію.

The master’s thesis is devoted to solving a relevant scientific and applied problem of increasing the reliability and efficiency of tillage machines by improving the technology for strengthening soil-cutting working elements. The study identifies a contradiction between traditional approaches aimed at increasing the durability of tillage equipment and the requirement to reduce energy consumption during soil cultivation. A biosystem (bionic) approach is proposed for the simultaneous improvement of the reliability and efficiency of tillage working elements. New methods of intermittent hardfacing with wear-resistant materials based on bionically justified parameters are substantiated and experimentally verified. These methods ensure the formation, during operation, of serrated or wavy geometries of cutting edges. It has been established that such edge shapes contribute to a reduction in soil cutting resistance, a decrease in contact pressure on working surfaces, and a slowdown of wear processes. The results of laboratory, field, and industrial tests confirmed the effectiveness of the proposed approach: the wear rate of working elements is reduced by up to two times, and energy consumption for soil cultivation is reduced by up to 70% compared with traditional continuous hardfacing using hard alloys. The obtained results have practical value for increasing the service life of tillage equipment and reducing operating costs.