CC BY
12dr. // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kostycheva. -2019. -№ 2. -S. 129-134.
5. Koloshein, D.V. Snizhenie poter' kartofelya i energopotrebleniya sistemy ventilyacii kartofelekhranilishcha sovershenstvovaniem vozduhovoda diss... kand. tekhn. nauk/D.V. Koloshein -Ryazan', 2017. -132 s.
6. Hozyajstvennye ispytaniya i ekonomicheskij effekt primeneniya usovershenstvovannogo vozduhovoda kartofelekhranilishcha /D.V Koloshein, S.N. Borychev, N.V., I.S. Vasyutin, N.V. Cyganov//Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kostycheva. -2017. -№ 3. -S. 98-101.
7. Osnovy ispol'zovaniya informacionnyh tekhnologij v kartofelekhranilishchah [Tekst] /D.V. Koloshein, O.A. Savina, S.N. Borychev//Informacionnye tekhnologii v obsledovanii ekspluatiruemyh zdaniji sooruzhenij: sb. 14-oj Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2014 - S. 3-6.
8. Hranilishche sel'skohozyajstvennoj produkcii. RF/Borychev S.N., Uspenskij I.A., Koloshein D.V., Volkov A.I., Maslova L.A., KolotovA.S., Evdokimova L.V. Patent№183361,2018.
9. Hranilishche sel'skohozyajstvennoj produkcii. RF/Byshov N.V., Borychev S.N., Lipin V.D., Uspenskij I.A., Koloshein D.V. Patent №175783, 2017.
10. Aktual'nost' i perspektivy hraneniya kartofelya /S.N. Borychev, D.V. Koloshein, L.A. Maslova, A.I. i dr. //Sovershenstvovanie sistemy podgotovki i dopolnitel'nogo professional'nogo obrazovaniya kadrov dlya agropromyshlennogo kompleksa: sb. Nacional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2017.-S-31-34.
11. Koloshein, D.V. Analiz prognozirovaniya lezhkosti sortov kartofelya v usloviyah SHackogo rajona /D.V. Koloshein, O.A. Savina, N.A. Belov//Sb.: Agropromyshlennyj kompleks: kontury budushchego: Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh - Kurskaya gosudarstvennaya sel'skohozyajstvennaya akademiya imeni I.I. Ivanova -Kursk, 2015. -S. 72-76.
12. K voprosu o hranenii kartofelya s pomoshch'yu usovershenstvovannogo vozduhovoda/S.N. Borychev, Makarov V.A., Murog I.A. i dr. // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P. A. Kostycheva. -2018. -№ 1. -S. 71-74.
УДК 621.8:621.357.7
ВОССТАНОВЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ И ОБОРУДОВАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
ПОЛИЩУК Светлана Дмитриевна, д-р техн. наук, профессор кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, [email protected]
СТЕКОЛЬНИКОВ Юрий Александрович, канд. хим. наук, профессор кафедры химии и биологии, Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина, [email protected]
ЧУРИЛОВ Дмитрий Геннадьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и ремонта машин, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, [email protected]
СТЕКОЛЬНИКОВА Наталья Юрьевна, аспирант кафедры химии и биологии, Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина, [email protected]
АРАПОВ Илья Сергеевич, аспирант кафедры технологии металлов и ремонта машин, Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева, arapow.ilya@ yandex.ru.
В процессе ремонта изношенных деталей сельскохозяйственных машин необходимо обеспечить требуемый комплекс физико-механических и эксплуатационных характеристик восстановленных поверхностных слоев. Износ деталей можно значительно уменьшить, используя для восстановления геометрических размеров гальванические покрытия, легированные металлами или неметаллами. Такие покрытия имеют большую износостойкость, коррозионную стойкость и высокие антифрикционные свойства. В работе рассмотрено использование Ni и Сг в качестве легирующих добавок в железные покрытия для упрочнения поверхностных слоев изношенных деталей, т.к. они повышают прочностные характеристики покрытий из электроосажденного железа. Хром имеет низкий коэффициент трения в паре с контролем, высокую тепло- и коррозионную стойкость, что позволяет прогнозировать повышение эксплуатационных свойств в условиях использования сельскохозяйственных машин (окружающей среды, абразивно-механического износа и т.п.). Использование асимметричного переменного тока позволяет повысить скорость осаждения, увеличить твердость железных покрытий с легирующими компонентами N и Сг) и применить их для восстановления деталей с высокими износами, эксплуатируемыми в жестких условиях. На асимметричном пере© Полищук С. Д., Стекольников Ю. А., Чурилов Д. Г., Стекольникова Н. Ю., Арапов И. С., 2019 г
-с*
менном токе значительно повышается производительность, технологичность, экономичность технологического процесса восстановления деталей, в частности, гальваническими покрытиями. Покрытия Fe-Ni-Cr оказались эффективными при повышении долговечности восстановленных лемехов почвообрабатывающих машин и самотечных зернопроводов, поскольку обладают более высокой абразивно-механической, коррозионной стойкостью в сравнении с серийными лемехами, упрочненными сормайтом, и зернопроводов, изготовленных из листовой стали.
Ключевые слова: ремонт сельскохозяйственной техники, гальванические покрытия, асимметричный переменный ток, сульфатный электролит с органическими добавками, железнение.
Введение
Электролитические покрытия на основе железа получили широкое распространение в ремонтном производстве при восстановлении и упрочнении изношенных деталей. К недостаткам всех электролитов железнения можно отнести их нестабильность, недостаточно высокую твердость и износостойкость покрытий, наличие слоисто-блочных структур, микротрещин и трещин, которые служат коллекторами водорода и, впоследствии, могут стать причиной водородного охрупчивания, что при высоких удельных нагрузках не позволяет обеспечить надежность работы восстановленных деталей. К преимуществам гальванопокрытий можно отнести возможность регулирования физико-механических свойств за счет изменения режимов электролиза, небольшие припуски на последующую механическую обработку, отсутствие коробления деталей, меньшая металло- и трудоемкость в сравнении со сварочно-наплавочными способами ремонта, газотермическим напылением [1]. Однако покрытия железом и его сплавами, полученные с помощью постоянного электрического тока, имеют малую толщину, недостаточную адгезию, повышенную температуру электролитов, низкую износостойкость [2-7]. Физико-механические свойства покрытий железом можно значительно улучшить легированием, а также используя нестационарные токовые режимы осаждения, а именно, импульсный и реверсивный переменный ток [8-10]. Для исследования были выбраны покрытия Ре-№, полученные из сернокислого электролита, легированные хромом. Легирование хромом позволит повысить комплекс технологических, механических и эксплуатационных характеристик, необходимых для обеспечения надежности отремонтированных сельскохозяйственных машин. Цель работы состояла в изучении физико-механических и эксплуатационных свойств покрытий Ре-№-Сг, полученных в условиях нестационарных токовых режимов осаждения.
Методика исследований
Электролитические покрытия (толщиной 20 - 200 мкм) наносили из сульфатного электролита (Н^04 - 350-400 г/л, сернокислое железо (РеБ04-7Н20) - 150-350 г/л, никель сернокислый (^04) - 35-75 г/л, ЫаВг - 3-5 г/л, аскорбиновая кислота (С6Н806) - 3-7 г/л), №2СЮ4 - 8-20 г/л в присутствии кристаллического фиолетового (1-2 г/л) в стационарных и нестационарных условиях. Микрофотографии и элементный состав покрытий изучали на растровом электронном микроскопе, принадлежащем ЦКПНО Воронежского государственного университета, JEOL-JSM-6380LV с приставкой для энергодисперсионного элементного
анализа с пределом обнаружения 0,1-1 ат.%. Фазовый состав изучали с помощью установки Дрон-4М, используя Со-Ка - излучение и Ре - фильтры на отражение с фокусировкой по Брэггу-Брентано. Результаты фазового анализа сопоставлялись с картотекой ASTM [4]. Микротвердость определялась на приборе ПМТ-3 с нагрузкой на инден-тор 100-200 г при погрешности в 5%. Скорость осаждения оценивали по приросту массы покрытия (толщины) в мкм/час при погрешности 3-5%. Реверсивные токовые режимы (асимметричный переменный ток) задавали на специальной установке. Коэффициенты асимметрии (р) изменяли от 1,3 до 10; токи катодного полупериода - от 5 до 100 А/дм2; частоту - от 60 до 500 Гц. Величина износа образцов с покрытиями на основе железа определялась на машине трения СМЦ-2 при трении без смазки. Контробразцы колодки - из стали 45, серого чугуна СЧ18, бронзы Брс30, которые прирабатывались до стабилизации момента трения и температуры. Толщина покрытий 0,40,5 мм. Испытания проводили при нагрузках 2,5-10 МПа.
Результаты и их обсуждение
Технологический процесс получения покрытий Ре-М и Ре-№-Сг одинаков и сводится к выполнению следующих операций: механической обработке изношенных деталей; анодному пассивированию в 30% серной кислоте, покрытию металлом до заданного размера с помощью асимметричного переменного тока, сопряженными с постадийной промывкой; шлифованию или расточке деталей под ремонтный размер. Механическая обработка перед покрытием сводится к шлифованию или расточке для снятия старой выработки и восстановления геометрической формы. Детали обезжириваются в любом органическом растворителе. Если нужно предохранить отдельные места от покрытия, то они изолируются различными изоляционными материалами (пластиком, полиэтиленом, резиной, парафино-канифольной смесью). Анодное пассивирование необходимо как для очищения деталей от окислов, так и для создания на поверхности деталей тонкой пассивной кислородной пленки для предохранения поверхности деталей от дальнейшего неконтролируемого окисления при переносе деталей из ванны в ванну. В таблице 1 указаны оптимальные режимы пассивирования для различных марок сталей и чугуна. Для получения качественного покрытия и хорошего сцепления осажденного металла с основой необходимо произвести вывод процесса на рабочий режим. Вывод на рабочий режим осуществляли при помощи преобразователя асимметричного переменного тока путем постепенного уменьшения
ср-
амплитуды тока анодного полупериода. Вывод минуту, затем постепенного ввода этой величины
процесса электролиза на рабочий режим осущест- до значения 8-10 или до значения р, которое обе-
вляется с установления величины катодно-анод- спечивает требуемую твердость детали. ного отношения (р), равного 1,3 с выдержкой в 1
Таблица 1 - Оптимальные режимы пассивирования
Марка стали Термообработка Анодная плотность тока, А/дм2 Время пассивирования, сек
Сталь - 20 - 50 40
Сталь - 20 цементированная 70 35
Сталь - 40 нормализованная 60 30
Сталь - 45 закаленная 70 30
Сталь - 40Х закаленная 90 25
Сталь - 65Г закаленная 75 40
Сталь -12ХН3А цементированная 60 35
Сталь -18Х1Т цементированная 60 35
Чугун - 15-20 20-30
Твердость Ре-М сплава зависит от величины р (т.е. условий электролиза). Из рисунка 1 следует, что твердость сплава достигает максимального значения 545 кгс/мм2 по шкале Виккерса, что соответствует 52 единицам по шкале HRС. Анализ рисунка 2 показывает, что состав Ре-М сплава можно регулировать изменением условий электролиза. Повышение плотности тока катодного полупериода с 3 до 30 А/дм2 приводит к резкому увеличению процентного содержания никеля в сплаве (от 8,9% при 5 А/дм2 до 24,7% при 30 А/дм2).
Постепенный выход на рабочий режим дает возможность получать твердые осадки Ре-М спла-
ва на мягком подслое, который образуется при электролизе на малой асимметрии переменного тока (р=1,3-2), когда твердость осадка не превышает 15-20 HRС. Постепенное наращивание твердости обеспечивает не резкое, а постепенное развитие внутренних напряжений и, как следствие, удовлетворительное сцепление осадка с основным металлом. Последующая механическая обработка восстановленных деталей проводится на шлифовальных, токарных станках или ином оборудовании, исходя из твердости получаемого покрытия.
Рис.1 - Влияние катодно-анодного отношения и плотности тока катодного полупериода на микротвердость железоникелевого сплава: 1 - Дк = 30 А/дм2, 2 - Дк = 20 А/дм2, 3 - Дк = 10 А/дм2
Рис. 2 - Зависимость содержания никеля в сплаве от катодно-анодного отношения и плотности тока
катодного полупериода
Отметим, что при этом покрытия Fe-Ni получаются равномерными по поверхности слоисто-блочной структуры с варьируемым содержанием № и толщины покрытия в широких пределах. Во всех случаях сплав покрытия Fe-Ni содержит более высокий процент железа в покрытии. Выход по току сплава составляет 85-97%, начиная с р=6 и выше.
Введение в состав электролита железне-ния сульфата хрома позволяет получать сплавы Fe-Ni-Cr с регулируемым переменным содержанием № и Сг. Причем введение сульфата хрома уменьшает содержание № в сплаве, увеличивая содержание хрома, по сравнению со сплавом Fe-Ni. С увеличением р содержание № и Сг в покрытии Fe-Ni-Cr возрастает. Так, при р=2 состав сплава: 5,4% - N 13,3% - Сг и 81% - Fe; при р=5: 11,8% - 16,8% - Сг и 72,2% - Fe; при повышении р до 8 содержание хрома увеличивается до 18-20%, а содержание никеля уменьшается до 8,56,3% (в зависимости от плотности тока).
Отметим, исходя из анализа элементного состава, что осаждение покрытия Fe-Ni (зарождение кристаллов) вначале происходит на участках, со-
держащих карбид железа (Fe3C). Также отметим незначительную количественную разность элементного состава в центрах кристаллизации и плоскости кристаллизации. Как видно, в зависимости от условий электрокристаллизации образуются сплавы железа с никелем, железа с никелем и хромом, особенности микроструктуры которых зависят от условий электроосаждения (плотности тока в анодный и катодный период, коэффициента асимметрии, состава электролита, режима нанесения). Изменение этих условий приводит к разным физико-механическим свойствам поверхности Fe-Ni или Fe-Ni-Cr сплава и его количественного состава. Увеличение поляризации, частоты, плотности катодного импульса тока, коэффициента асимметрии способствует получению мелкозернистых структур.
Структура покрытий Fe-Ni и Fe-Ni-Cr совершенная, слоисто-блочная, плотная. Основными фазами в сплаве Fe-Ni-Cr является a-Fe и p-Ni и [Cr(OH)3H2O]2H2O в стационарном режиме электролиза (рисунок 3а, 3б), как и в [12,13]. Элементный состав Fe-Ni и Fe-Ni-Cr покрытий представлен в таблице 2.
а) б)
Рис. 3 - Морфология (микроструктура) поверхности железо-никелевого (а) и железо-никель-хромового (б) покрытий Fe-Ni покрытие - на асимметричном переменном токе Dк=40 А/дм2, р=2, частотой v=60 Гц, t=30 мин; Fe-Ni-Cr - на асимметричном переменном токе Dк=40 А/дм2, р=10, частотой v=60 Гц, t=30 мин
Таблица 2 - Элементный состав Fe-Ni и Fe-Ni-Cr покрытия
Fe-Ni Fe-Ni-Cr
Элемент Весовой % Элемент Весовой %
O K 12,67 Cr K 10,67
Fe K 78,29 O K 11,50
Ni K 9,04 Fe K 63,24
Ni K 14,59
В сернокислых средах с органическими добавками при использовании переменно-токового режима высокой частоты нанесения Fe-Ni-Cr обнаружено также появление фазы железа e-Fe с гексагональной плотноупакованной кристаллической решеткой, состоящей из параллельно расположенных пластин толщиной 10-20 нм; это придает повышенную микротвердость покрытию, что возможно и в наших условиях. В нашем случае
покрытия Fe-Ni-Cr, полученные при р=1,3-2 имеют твердость, которая возрастает от 850 до 890 МПа, а при р=8-10 - от 1240 до 1320 МПа. Размеры блоков мозаики кристаллитов находятся в пределах 20-50 нм. Эксплуатационные свойства покрытий Fe-Ni-Cr были исследованы при упрочнении поверхностей рабочих органов почвообрабатывающих машин (лемехов) при нанесении на носовые части серийно выпускаемых лемехов, ко-
торые сравнивались с лемехами, упрочненными сормайтом. При наработке 50 Га в полевых условиях износ экспериментальных лемехов в условиях одинаковой эксплуатации оказался на 50-70% меньше серийных лемехов. Нанесение покрытий Fe-Ni-Cr позволяет рассматривать их в виде эффективных покрытий повышения долговечности лемехов почвообрабатывающих машин как вследствие появления эффекта самозатачивания, так и более высокой износостойкости, поскольку угол заостренности составил 20-270, а у эталонных 42450. Абразивно-механический износ и коррозионная стойкость восстановленных зернопроводов, покрытых изнутри Fe-Ni и Fe-Ni-Cr, в 2,5-3 раза меньше, чем у аналогичных, изготовленных из листовой стали. Близкие результаты по физико-механическим и эксплуатационным свойствам получены для Fe-Co-Al2O3 покрытий в работе [14].
Заключение Преимущество использования асимметричного переменного тока при железнении состоит в меньшей энергоемкости процесса, т.к. используются холодные электролиты; в возможности получения покрытий на основе железа с высокой скоростью, что позволяет проводить последующую механическую обработку, а также в ряде случаев отпадает необходимость в термической обработке деталей сельскохозяйственных машин и оборудования. Нанесение сплавов Fe-Ni и Fe-Ni-Cr можно проводить на широкую гамму сталей (вплоть до высоколегированных), а также чугунов, что невозможно на постоянном токе при железнении из «горячих» электролитов ввиду малой сцепляемости покрытий со стальной основой.
Электрохимические покрытия Fe-Ni-Cr обладают более высокой износостойкостью, твердостью поверхности в сравнении с покрытиями Fe-Ni и могут применяться для восстановления рабочих органов почвообрабатывающих машин, самотечных зернопроводов. Структура покрытия равномерная сплошная, мелкозернистая, слоисто-блочная с размерами мозаики кластеров кристаллитов порядка 300-400 нм с возможными включениями e-Fe 10-20 нм, что придает покрытиям высокую износостойкость и твердость и позволяет использовать в практике ремонтного производства. Скорость электроосаждения покрытия Fe-Ni-Cr составляет 0,25-0,35 мм/ч. Содержние Ni и Cr зависит от частоты, величины р и плотности тока катодного импульса при преимущественном содержании железа (приблизительно 75% железа, остальное Ni+Cr). Причиной образования слоистой структуры Fe-Ni-Cr является периодическая кристаллизация Fe(OH)3 и Cr(OH)3 из-за защелачивания прика-тодного пространства. Износостойкость Fe-Ni-Cr покрытий в 1,68-1,89 раз выше износостойкости железных покрытий в паре с чугуном СЧ18 и бронзы Брс30 при трении без смазки по результатам сравнительных испытаний. Предложены новые способы электроосаждения покрытий Fe-Ni-Cr с применением асимметричного переменного тока.
Список литературы 1. Упрочнение многофункциональных электро-
осажденных покрытий для восстановления крупногабаритных деталей / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Р. И. Сафонов, Ю. П. Гнездилова // Электрика. - 2015. - №4. - С. 31-34.
2. Блинков, Б.С. Упрочнение электроосажден-ного железа кобальтом / Б. С. Блинков, В. И. Серебровский, Р. И. Сафонов // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.
- 2015. - № 6. - С. 73-74.
3. Упрочняющее легирование электроосажден-ного железа / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Р. И. Сафонов, Ю. П. Гнездилова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 4. - С. 68-71.
4. Электроосаждение универсальных беспористых покрытий из хлоридных электролитов / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Р. И. Сафонов, Е. С. Калуцкий // Электрика. - 2015. - № 4. - С. 27-31.
5. Электроосаждение и упрочнение бинарных покрытий на основе железа / В. И. Серебровский, Л. Н. Серебровская, Р. И. Сафонов, Ю. П. Гнездилова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - № 3. - С. 74-76.
6. Электроосаждение сплавов на основе железа из хлоридных электролитов / В. И. Серебровский, В. В. Серебровский, Р. И. Сафонов, Е. С. Калуцкий // Наука в современном информационном обществе : материалы V международной научно-практической конференции. - 2015. - С. 157.
7. Условия осаждения покрытий латуни в процессе ремонта сельскохозяйственной техники / С. Д. Полищук, Д. Г. Чурилов, А. В. Шемякин, В. В. Те-рентьев // Известия Юго-Западного государственного университета. - Серия: Техника и технологии.
- 2017. - № 4 (25). - С. 39-48.
8. Чурилов Д.Г. Теоретические исследования напряженности в системе покрытие - основа в процессе реализации комбинированного способа восстановления изношенных деталей машин / Д.Г. Чурилов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал Куб-ГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №08(082). С. 867 - 893. - IDA [article ID]: 0821208061. - Режим доступа: http://ej.kubagro. ru/2012/08/pdf/61.pdf, 1,688 у.п.л. 9. Чурилов, Д. Г. Комбинированный способ восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники типа «вал» с использованием легированных ферро- магнитных порошков : дисс. ... канд. Техн. Наук : 05.20.03 / Д. Г. Чурилов. - Мичуринск : Мичуринский государственный аграрный университет, 2014. - 158 с.
10. Горохова, М. Н. Технологические особенности электро - искрового упрочнения / М. Н. Горохова, Д. Г.Чурилов, С. Д. Полищук // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. - 2012. - № 1 (13). - С. 38-43.
11.Программа «Уточнение методом Ритвель-да» : Программный комплекс PDWin - 4.0 (НПО «Буревестник»). - СПб., 2007. - 152 с.
12. Целенаправленное формирование химического состава электрохимических сплавов / И. Г. Жихарева, В. В. Шмидт, В. П. Щипанов, С. В. Смердов // Нефть и газ Западной Сибири : матер. межд. науч.-техн. конф. - Тюмень, 2011. - Т. 3. - С. 170-173.
13. Жихарева, И. Г. Особенности макро- и микроструктуры электрохимического сплава Ре-№-Сг / И. Г. Жихарева, С. В. Смердов, В. В. Шмидт //
Вестник Тюменского государственного универси-Вестник Тюменского государственного университета. - 2014. - № 5. - С. 161-169.
14. Структура, физико-механические и эксплуатационные свойства композиционных покрытий на основе железа и его сплавов / М. В. Гузин, Ж. И. Бобанова, Вида-Симити Иоанн, Жумате Николае // Электронная обработка материалов. - 2006. - № 5. - С. 20-27.
RESTORATION OF AGRICULTURAL MACHINERY AND EQUIPMENT ELECTROPLATED
ON THE BASIS OF IRON
Polischuk Svetlana D., Doctor of Technical Science, Full Professor, Department of Forestry, Agrochemistry and Ecology, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, [email protected]
Stekolnikov Yuri A., Candidate of Chemical Science, Professor, Department of Chemistry and Biology, Yelets State University Named after I.A. Bunin, [email protected]
Churilov Dmitriy G., Candidate of Technical Science, Associate Professor, Department of Metal Technology and Machine Repair, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, churilov.dmitry@ yandex.ru
Stekolnikova Natalya Yu., Graduate Student, Department of Chemistry and Biology, Yelets State University Named after I.A. Bunin, [email protected]
Arapov Ilya S., Graduate Student of Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, [email protected]
During the repair of worn parts of agricultural machines it is necessary to provide the required complex of physical, mechanical and operational characteristics of the restored surface layers. Wear parts can be significantly reduced, using to restore the geometric dimensions of the galvanic coating, alloyed metals or nonmetals. Such coatings have high wear resistance, corrosion resistance and high anti-friction properties. The paper considers the use of Ni and Cr as alloying additives in iron coatings to strengthen the surface layers of worn parts, as they increase the strength characteristics of coatings of electrodeposited iron. Chromium has a low coefficient of friction in conjunction with the counterbody, high heat and corrosion resistance, which makes it possible to predict an increase in operational properties in the conditions of use of agricultural machines (the environment, abrasive and mechanical wear, etc.). The use of asymmetric alternating current can increase the deposition rate, increase the hardness of iron coatings with alloying components (Ni and Cr) and apply them to restore parts with high wear, operated in harsh conditions. The asymmetric alternating current significantly increases the productivity, processability, and cost-effectiveness of the process of restoring parts, in particular, galvanic coatings. Coating Fe-Ni-Cr was effective in increasing the longevity of the restored plowshares tillage machines and gravitational grain pipelines because they have a higher abrasive-mechanical, corrosion resistance in comparison with the serial shares, reinforced sorbitol and grain pipelines made of sheet steel.
Key words: electroplating, asymmetric alternating current, sulphate electrolyte with organic additives, iron plating.
Literatura
1. Serebrovskij V.I. Uprochnenie mnogofunkcional'nyh jelektroosazhdennyh pokrytij dlja vosstanovlenija krupnogabaritnyh detalej /V.I. Serebrovskij, V.V. Serebrovskij, R.I. Safonov, JU.P. Gnezdilova // JElektrika. -2015. - №4. - S. 31-34.
2. Blinkov B.S. Uprochnenie jelektroosazhdennogo zheleza kobal'tom/B.S. Blinkov, V.I. Serebrovskij, R.I. Safonov //Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2015. - №6. - S. 73-74.
3. Serebrovskij V.I. Uprochnjajushhee legirovanie jelektroosazhdennogo zheleza /V.I. Serebrovskij, V.V. Serebrovskij, R.I. Safonov, JU.P. Gnezdilova //Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2015. - №4. - S. 68-71.
4. Serebrovskij V.I. JElektroosazhdenie universal'nyh besporistyh pokrytij iz hloridnyh jelektrolitov /V.I. Serebrovskij, V.V. Serebrovskij, R.I. Safonov, E.S. Kaluckij//JElektrika. - 2015. - №4. - S. 27-31.
5. Serebrovskij V.I. JElektroosazhdenie iuprochnenie binarnyhpokrytijna osnove zheleza/V.I. Serebrovskij, L.N. Serebrovskaja, R.I. Safonov, JU.P. Gnezdilova //Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2015. - №3. - S. 74-76.
6. Serebrovskij V.I. JElektroosazhdenie splavov na osnove zheleza iz hloridnyh jelektrolitov/ V.I. Serebrovskij, V.V. Serebrovskij, R.I. Safonov, E.S. Kaluckij // Nauka v sovremennom informacionnom obshhestve Materialy V mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. - 2015. - S. 157.
7. Polishhuk S.D. Uslovija osazhdenija pokrytij latuni v processe remonta sel'skohozjajstvennoj tehniki/ S.D. Polishhuk, D.G. CHurilov, A.V.SHemjakin, V.V.Terent'ev//Izvestija JUgo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Tehnika i tehnologii. -2017. -№ 4 (25). -S. 39-48.
8. CHurilov D.G. Teoreticheskie issledovanija naprjazhennosti v sisteme pokrytie-osnova v processe
realizacii kombinirovannogo sposoba vosstanovlenija iznoshennyh detalej mashin // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo. - 2012. - № 82. - S. 232-258.
9. CHurilov D.G. Kombinirovannyj sposob vosstanovlenija i uprochnenija detalej sel'skohozjajstvennoj tehniki tipa «val» s ispol'zovaniem legirovannyh ferro- magnitnyh poroshkov: dissertacija ... kandidata tehnicheskih nauk: 05.20.03 /D.G. CHurilov. - Michurinskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. Michurinsk, 2014. - 158 s.
10. Gorohova M.N. Tehnologicheskie osobennosti jelektro - iskrovogo uprochnenija/ M.N. Gorohova, D.G.CHurilov, S.D. Polishhuk //Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. -2012. - 1 (13). -S. 38-43.
11.Programma «Utochnenie metodom Ritvel'da» // Programmnyj kompleks PDWin - 4.0 (NPO «Burevestnik»). SPb. - 2007. - 152 s.
12. ZHihareva I. G., SHmidt V. V., SHHipanov V. P., Smerdov S. V. Celenapravlennoe formirovanie himicheskogo sostava jelektrohimicheskih splavov/ZHihareva I. G., SHmidt V. V., SHHipanov V. P., Smerdov S. V. //M-ly mezhd. nauch.-tehn. konf. «Neft' i gaz Zapadnoj Sibiri». Tjumen', 2011. -T. 3. S. 170-173.
13. ZHihareva I.G. Osobennosti makro- i mikrostruktury jelektrohimicheskogo splava Fe-Ni-Cr / I.G. ZHihareva, S.V Smerdov, V.V. SHmidt //Vestnik Tjumenskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2014. - №5. - S. 161-169.
14. Guzin M.V. Struktura, fiziko-mehanicheskie i jekspluatacionnye svojstva kompozicionnyh pokrytij na osnove zheleza i ego splavov/M.V. Guzin, ZH.I. Bobanova, Vida-Simiti loann, ZHumate Nikolae //JElektronnaja obrabotka materialov. - 2006. - №5. - S. 20-27.
УДК 629.023/.025
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫГРУЗКИ КАРТОФЕЛЯ С ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПРИ УБОРКЕ
РЯБЧИКОВ Дмитрий Сергеевич, соискатель кафедры строительства инженерных сооружений и механики, [email protected]
БОРЫЧЕВ Сергей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, первый проректор, [email protected] РЕМБАЛОВИЧ Георгий Константинович, д-р техн. наук, декан автодорожного факультета, [email protected];
КОСТЕНКО Михаил Юрьевич, д-р техн. наук, профессор кафедры технологии металлов и ремонта машин, [email protected]
БЕЗНОСЮК Роман Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и ремонта машин, [email protected]
БОРИСОВ Геннадий Александрович, д-р техн. наук, профессор кафедры технологии металлов и ремонта машин, [email protected];
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
Уборка картофеля предполагает транспортировку клубней с поля до хранилищ. Транспортные средства для перевозки картофеля весьма разнообразны и разнотипны - это и автомашины-самосвалы, тракторные самосвальные прицепы, автомашины с полуприцепами и контейнеровозы. В большинстве картофелеводческих хозяйств площади, занятые под картофель, не превышают 300 га, а для транспортировки урожая применяют большегрузные самосвалы. Выгрузка картофеля из кузова происходит в результате подъема-опрокидывания, что приводит к образованию гравитационных потоков клубней и способствует появлению механических повреждений клубней. Взаимодействия клубней при выгрузке генерируют напряжения в насыпи картофеля за счет передачи ударных импульсов. В работе исследуется процесс скатывания одиночных клубней по насыпи картофеля. Анализ движения единичных клубней по насыпи показал, что качение клубня происходит при достаточной силе трения под углом естественного откоса. Наибольшее влияние на кинетическую энергию системы будет оказывать путь, пройдённый клубнем по насыпи - чем больше путь, тем больше энергия. Значительную роль будет оказывать также конечная скорость клубня. Снизить кинетическую энергию клубня можно, уменьшая участок разгона с помощью установки дополнительных препятствий в кузове, например, поперечной перегородки. Для уточнения теоретических выкладок был проведен эксперимент по выгрузке клубней из контейнера без перегородки и оборудованного поперечной перегородкой. В ходе эксперимента изучались раскат клубней от контейнера, характеризующий скорость клубней при скатывании по насыпи, и остаток клубней в кузове, характеризующий скорость выгрузки клубней. Установлено, что дополнительные поперечные пере-
© Рябчиков Д. С., Борычев С. Н., Костенко М. Ю., Безносюк Р. Ю., Борисов Г. А., 2019 г.
