РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ГОЛОВКИ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО НАПЛАВЛЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ТЕХНІКИ

Ключові слова: лазерне наплавлення, технологічна головка, розробка, тонкостінні деталі, сільськогосподарська технік

Анотація

Сільськогосподарське машинобудування традиційно займає важливе місце в структурі машинобудівного комплексу України. Закордоном набули популярності методи, спрямовані на розвиток технологічних підходів вирішення проблеми процесу зношування ріжучих кромок інструментів сільськогосподарської техніки, які полягають у лазерному наплавленні на робочі поверхні дисків виготовлених з вуглецевих конструкційних або низьколегованих сталей додаткових шарів з зносостійких матеріалів у вигляді порошку. Товщина таких додаткових шарів залежить від розмірів самих інструментів сільськогосподарської техніки та може становити від 100 мкм до 1000 мкм. Для продовження терміну служби інструментів сільськогосподарської техніки, наноситься наплавлення на тильний бік ріжучої кромки, що дозволяє зберегти лезо гострим на весь термін служби ножа, за рахунок ефекту самозаточування. Складна геометрія робочої частини інструментів сільськогосподарської техніки та їх мала товщина, обумовлюють необхідність використання автоматизованих сучасних технологій лазерного порошкового наплавлення. Метою даної роботи є розробка та виготовлення технологічного устаткування у вигляді технологічної головки для лазерного наплавлення інструментів сільськогосподарської техніки. Авторами досліджень проаналізовано існуючі сучасні розробки способів наплавлення на тонкостінні деталі сільськогосподарської техніки. Розроблено ескізний проєкт головки для лазерного наплавлення, як необхідного технологічного устаткування. Згідно розробленого ескізного проекту, наплавочна головка являє собою сукупність модульних легко змінних вузлів, з'єднаних між собою в єдину конструкцію з використанням схеми коаксіальної газопорошкової подачі порошкового матеріалу у зону наплавлення. На відміну від аналогів, у розробленій головці для лазерного наплавлення запропонована оригінальна конструкція соплової насадки, що повинна забезпечити не тільки стабільний процес наплавлення, а також захист ванни розплаву та металу, що охолоджується від взаємодії з оточуючим середовищем. Створена конкурентоспроможна високотехнологічна продукція (головка для лазерного наплавлення), що за своїми технічними показниками не поступається закордонним аналогам, а за вартісними показниками дешевша у декілька разів закордонних аналогів. Також очікується, що в результаті реалізації запланованих робіт будуть розроблені технологічні рекомендації та технологічні інструкції з лазерного наплавлення функціональних шарів на тонкостінні деталі, що працюють в умовах механічного зношування. Очікується збільшення на 30…50% ресурсу та довговічності тонкостінних інструментів для сільськогосподарської техніки.

Посилання

1. Anonymous (2021, November 30). World Corn Market 2021 and Ukrainian Realities: From Global to Local. Retrieved from https://latifundist.com/analytics/27-svtovij-rinok-kukurudzi-2021--ukransk-real-vd-globalnogo-do-lokalnogo.
2. Aramide, B., Pityana, S., Sadiku, R., Jamiru, T., & Popoola, P. (2021). Improving the durability of tillage tools through surface modification ‒ a review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 116(1), 83‒98. DOI: 10.1007/s00170-021-07487-4
3. Benos, L., Tsaopoulos, D., & Bochtis, D. (2020). A review on ergonomics in agriculture. part II: Mechanized operations. Applied Sciences, 10(10), 3484. DOI: 10.3390/app10103484
4. Didur, V., Gritsaienko, H., & Gritsaienko, I. (2017). Investment of agricultural machinery in agricultural production of Ukraine. Mechanization in agriculture & conserving of the resources, 63(1), 11‒14. Retrieved from https://stumejournals.com/journals/am/2017/1/11
5. Erenstein, O., Chamberlin, J., & Sonder, K. (2021). Estimating the global number and distribution of maize and wheat farms. Global Food Security, 30, 100558. DOI: 10.1016/j.gfs.2021.100558
6. Gulyarenko, A., & Bembenek, M. (2022). The method of calculating ploughshares durability in agricultural machines verified on plasma-hardened parts. Agriculture, 12(6), 841. DOI: 10.3390/agriculture12060841
7. Kehayov, D., Popova, R., & Zahariev, I. (2021). Determination of agro-technical indicators in soil treatment in orchards. Scientific Papers. Series B, Horticulture, LXV(1), 758‒761. Retrieved from http://horticulturejournal.usamv.ro/pdf/2021/issue_1/Art103.pdf
8. Khaskin, V., Korzhyk, V., Tkachuk, V., Peleshenko, S., Voitenko, O., & Oleinychenko, T. (2016). The process of laser and laser-plasma cladding. American Scientific Journal, (2-2), 74‒78.
9. Khodaei, D., Javanmardi, F., & Khaneghah, A. M. (2021). The global overview of the occurrence of mycotoxins in cereals: A three-year survey. Current Opinion in Food Science, 39, 36‒42. DOI: 10.1016/j.cofs.2020.12.012
10. Kritskiy, D., Pohudina, O., Kovalevskyi, M., Tsegelnyk, Ye., Kombarov, V. (2022). Powder mixtures analysis for laser cladding using OpenCV Library. In: Nechyporuk, M., Pavlikov, V., Kritskiy, D. (eds) Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering – 2021. ICTM 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 367 (pp. 924–937). DOI:
10.1007/978-3-030-94259-5_72
11. Perrin, T., Achache, S., Meausoone, P. J., & Sanchette, F. (2021). Characterization of WC-doped NiCrBSi coatings deposited by laser cladding; effects of particle size and content of WC powder. Surface and Coatings Technology, 425,
127703. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2021.127703
12. Sahaidak, M., Tepliuk, M., Zhurylo, V., Rudenko, N., & Samko, O. (2021). Integrative viewpoint for implementing sustainable management agricultural business excellence. TEM Journal, 10(1), 303‒309. DOI: 10.18421/TEM101-38
13. Shelyagin, V., Bernatskyi, A., Siora, O., Nabok, T., Shamsutdinova, N., & Sokolovskyi, M. (2021). Historical review of technological CO2lasers development, manufacturing and operation stages at E.O. Paton electric welding institute of the NAS of Ukraine. In 2021 IEEE 3rd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) (pp. 589‒593).
DOI: 10.1109/UKRCON53503.2021.9575940
14. Sozanskyy, L., & Koval, L. (2021). Key trends in the development of mechanical engineering in Ukraine. Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Bankowej w Poznaniu [The WSB University in Poznan Graduate Research Journal], 94(3), 49‒60. DOI: 10.5604/013001.0015.8441
15. Tulaganova, L., Yunushuzhaev, S., & Juraeva, G. (2022). Improving the wear resistance and durability of cultivator tools. Journal of Physics: Conference Series, 2373(2), 022026. DOI: 10.1088/1742-6596/2373/2/022026
16. Upadhyay, G., Raheman, H., & Dubey, R. (2022). Novel draught resistance sensing elements for measurement of drawbar power of agricultural machinery. Spanish Journal of Agricultural Research, 20(4), e0208. DOI:10.5424/sjar/2022204-19171
17. Vasilenko, M. O., Rogovskii, I. L., Voinash, S. A., Maksimovich, K. Yu., Sokolova, V. A., Garbuzova, T. G., ... & Ariko, S. Yu. (2021). Research of weight and linear wear from resource indicators of cultivator paws hardened by combined method. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 677(3), 032025. DOI: 10.1088/1755-1315/677/3/032025
18. Waqas, M. A., Wang, X., Zafar, S. A., Noor, M. A., Hussain, H. A., Azher Nawaz, M., & Farooq, M. (2021). Thermal stresses in maize: effects and management strategies. Plants, 10(2), 293. DOI: 10.3390/plants10020293
19. Xu, L., Song, Z., Li, M., Li, F., Guo, J., & Gao, M. (2021). Self-Grinding silage knife strengthened with Ni–WC alloy prepared by laser cladding. Applied Sciences, 11(21), 10236. DOI: 10.3390/app112110236
Опубліковано
2023-03-30
Як цитувати
Бернацький, А. В., Курило, В. А., Сучек, О. М., Сіора, О. В., Соколовський, М. В., & Шамсутдінова, Н. О. (2023). РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ГОЛОВКИ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО НАПЛАВЛЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ТЕХНІКИ. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, (3 (49), 19-26. https://doi.org/10.32845/msnau.2022.3.3