ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ РАБОЧЕГО ОРГАНА КУЛЬТИВАТОРА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной научной статье проведен анализ проблем износа рабочих органов культиваторов, выявленных основные причины их износа, связанные с абразивным воздействием почвы. На основе этого разработана новая конструкция рабочего органа, которая позволяет повысить его износостойкость и эффективность использования за счет оптимизации геометрии и материала, что в итоге способствует увеличению срока службы культиватора и повышению производительности сельскохозяйственных работ.

ABSTRACT

This scientific article analyzes the wear problems of cultivator's working tools, identifies the main reasons for their wear, associated with abrasive soil impact. Based on this, a new design of the working tool has been developed, allowing to increase its wear resistance and usability efficiency by optimizing geometry and material, ultimately contributing to extended cultivator lifespan and increased agricultural productivity.

Ключевые слова: износ, рабочий орган, культиватор, конструкция, эффективность, износостойкость, абразивное воздействие, оптимизация, материал, производительность.

Keywords: wear, working tool, cultivator, design, efficiency, wear resistance, abrasive impact, optimization, material, productivity.

Введение. В современном сельскохозяйственном машиностроении изучаются различные аспекты функционирования почвообрабатывающих машин, таких как геометрические параметры рабочих органов, скорость движения машинно-тракторных агрегатов и влияние физико-механических свойств почвы на их работу. Важным фактором, влияющим на эффективность работы сельскохозяйственной техники, является износостойкость и прочность материалов, из которых изготавливаются рабочие органы.

Исследования показывают, что рабочие органы подвержены абразивному износу в результате трения и контакта с почвой. Этот процесс обусловлен микрорезанием твёрдыми абразивными частицами и усталостным разрушением материала. Износ зависит от таких параметров, как твёрдость материала и давление. Для продления срока службы рабочих органов необходимо постоянно улучшать их конструкцию и материалы.

Рассматриваемая проблема износа лап культиваторов, которые в настоящее время имеют невысокую эффективность использования металла. В связи с этим представляется необходимым разработать новую конструкцию рабочего органа, которая позволит максимально эффективно использовать ресурсы и увеличить срок его службы.

В этом контексте была разработана новая конструкция оборотной рабочей органа для культиватора, которая позволяет значительно увеличить ресурс лапы за счёт оптимизации её конструкции. Предложенный метод позволяет повысить долговечность рабочих органов, обеспечивая при этом эффективное использование металла и повышение производительности сельскохозяйственных работ.

Методология. Исследование начинается с детального анализа существующих рабочих органов культиватора и основных проблем, связанных с их износом. Этот этап включает в себя обзор академической литературы и практических данных, а также изучение конструкций рабочих органов, выявление основных причин износа и анализ текущих недостатков.

После анализа состояния дел в сельскохозяйственном машиностроении, переходят к разработке новой конструкции рабочего органа. Этот этап включает формулирование требований к новой конструкции, проектирование, моделирование и расчеты с использованием инженерных программных средств. В результате разработки стремятся создать оптимизированную конструкцию, которая не только улучшит эффективность работы культиватора, но и продлит срок его службы.

Результаты. Исследование позволило выявить основные причины износа рабочих органов культиваторов, которые связаны с абразивным износом в результате трения и контакта с почвой. Такой износ характеризуется микрорезанием твёрдыми абразивными частицами и усталостным разрушением материала. Существующие конструкции рабочих органов, изготовленные из сталей 65Г, 45 и Л53, имеют невысокую износостойкость и прочность, что снижает их эффективность и продолжительность службы.

Рисунок 1. Схема движения трёх долотного рабочего органа

На основе проведенного анализа и разработанной методологии была создана новая конструкция рабочего органа для культиватора. Эта конструкция позволяет оптимизировать использование материала и повысить долговечность рабочего органа за счет улучшения его геометрии и учета физико-механических свойств почвы.

.

Рисунок 2. Схема для определения ширины захвата долото рабочего органа

Разработанная методология и новая конструкция рабочего органа представляют собой перспективное направление для улучшения эффективности работы сельскохозяйственных машин и повышения производительности сельскохозяйственных работ.

Заключение. Следует отметить, что проведенное исследование по изучению износа рабочих органов культиваторов выявило значительные проблемы, связанные с невысокой износостойкостью существующих конструкций. Основными причинами износа являются абразивное воздействие почвы и усталостное разрушение материала.

Однако, на основе разработанной методологии была предложена новая конструкция рабочего органа, которая позволяет повысить его износостойкость и эффективность использования. Эта конструкция учитывает особенности процесса обработки почвы и оптимизирует использование материала, что в итоге приводит к увеличению срока службы рабочего органа и повышению производительности сельскохозяйственных работ.

Таким образом, разработанная методология и новая конструкция рабочего органа представляют собой перспективное решение для сельскохозяйственного машиностроения, обеспечивая более эффективное использование сельскохозяйственной техники и повышение производительности сельскохозяйственных процессов.

Список литературы:

1. Аттетков А.В., Зарубин В.С., Канатников А.Н. Введение в методы оптимизации: учеб. - М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2008. - 272 с.
2. Лысыч М.Н. Применение метода конечных элементов для прочностных расчетов рабочих органов почвообрабатывающих орудий // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. В.С. Петровского. - Воронеж: ВГЛТА, 2009. - Вып. 14. - С. 86-90.
3. Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ПЛИТОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ, АРМИРОВАННЫХ СТЕКЛОВОЛОКНОМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 6(99).
4. Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ В СФЕРЕ АГРО-ИНЖЕНЕРИИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 2(95).
5. Кобилов Б.У. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДЛИННОГО НАПРЯЖЕНИЯ-ПОДЛИННОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97).