Сборник статей
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

НЕТРАДИЦИОННАЯ СМАЗКА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПОЧВОРЫХЛИТЕЛЕЙ

Триботехнические методы снижения энергоемкости почворыхления в агротехнологиях остаются привлекательными и перспективными. Так применение традиционного способа смазывания лемешен-отвального корпуса, состоящего в подаче водного раствора удобрений к граничному контактно-фрикционному слою почвы при вспашке, за счет снижения силы трения, уменьшает тяговое сопротивление на 30…34%, [1]. В близкой степени следует ожидать снижение расхода жидкого топлива транспортно-силовым агрегатам (трактором).

Нетрадиционность рассматриваемого здесь способа смазки рабочей поверхности почворыхлителя состоит в том, что выполняя свое назначение, т. е. уменьшая силу трения при движении почворыхлителя, он реализуется без участия смазочного материала, должного, по традиционной трибосхеме, находиться между трущимися телами – рыхлителем и почвой.

Антифрикционный смазывающий эффект здесь обеспечивает псевдосмазочный слой, который создается вибрационным воздействием на зону контакта почвенного пласта, скользящую по рабочей поверхности почворыхлителя.

Под вибрацией подразумеваются механические колебания, период которых значительно меньше характерного промежутка времени на котором рассматривается движение системы, а размах значительно меньше характерного размера системы.

При этом основной массе почвы и металлоконструкции рыхлителя вынужденные колебания специально не сообщаются.

Схема экспериментальной установки, на которой выполнялись лабораторные трибоиспытания данного способа смазки пары трения "почвенная масса – металлическая поверхность" представлена на рисунке 1. Предполагаемая модель фрикционной зоны изображена в плоскости действия основной вибрационной силы.

image001_0_6be8c56deaaaf2d50bab5b5c428d002a Нетрадиционная смазка для уменьшения энергоемкости почворыхлителейГенератором вибрации в установке являлись однотипные электромагнитные вибраторы, которые сообщали отдельным участкам поверхности трения. Вибрация на поверхности пластины создавалась локально, рассредоточенным генератором механических колебаний с электромагнитным принципом действия. Далее колебания сообщались при контактному объему почвы. Электромагнитные вибраторы обладали возможностью создавать механические колебания с частотой от 10 с-1 до 100 с-1 и соответственно интенсивность вибрации Aw2>g, [2].

image002_1_dcb2d8cc5858178596a05767493d9f06 Нетрадиционная смазка для уменьшения энергоемкости почворыхлителей

Рис. 1. Схема экспериментальной установки.

1 - контейнер с почвой; 2 - стальная пластина;

3 - генератор вибрации; 4 - тензобалочка;

5 - каток опорный; 6 - привод передвижения контейнера.

В экспериментах почвой являлся чернозем традиционный, уплотненный в контейнере твердости до 3 кг/см3 и с влажностью 10…25%. Контурная площадь фрикционного контакта пары трения была равна 12*103 мм2.

Режимы трения в экспериментах (скорость скольжения, удельная нагрузка) были близки к эксплутационным.

image003_0_2f6dfac2c0deb664623cafa270e2dcfb Нетрадиционная смазка для уменьшения энергоемкости почворыхлителейЭкспериментально полученная общая трибозависимость, характеризующая изменение трения под действием вибрации между образцом почвы и стальной пластиной представлена на рисунке 2.

image004_1_b230c8a8e6f26a98876c89d1e6d06a5f Нетрадиционная смазка для уменьшения энергоемкости почворыхлителей

 

Рис. 2. Изменения силы трения между почвой и стальной пластиной

при воздействие на контактно-фрикционную зону вибрацией.

Режимы трения: контактное давление 0,03 … 0,05 Мпа;

скорость скольжения 0,3 м/с.

Из графика следует, что при определенной частоте вибрации происходит резкое уменьшение силы трения между почвой и пластиной. Это явление вполне можно отнести к проявлению смазочного действия. По теории Крагельского И. В. [3]. При этом в контактно-фрикционной зоне почвы должен иметь место положительный принцип механических свойств, т. е.

dsy/dy>0;

где sy – прочность в плоскости скольжения

y – координата перпендикулярная плоскости касания

Природу, которого в исследуемой трибосистеме, можно объяснить следующим образом. В почвенной массе, представляющей собой дисперсную среду, при определенной интенсивности механических колебаний, сообщаемых ей, частицы начинают приобретать подвижность, а затем текучесть [2].

Таким образом, под действием вибрации в контактно-скользящей зоне почвы образуется псевдоожиженный микрослой с механо-реологическими свойства обеспечивающими положительный градиент и соответственно смазывающий эффект.

Достоинство рассмотренного метода смазки трибосистемы "почва-почворыхлитель" – не требуется специального смазочного материала, делает его весьма перспективным и требует разноплановых исследований, технического совершенствования для эксплуатационного внедрения.

Список литературы

1.  Виноградов В. И. Испытание пахотного агрегата с внесением аммиачной воды на рабочую поверхность корпусов. Труды ЧИМЭС, вып. 26, Челябинск, 1967 г.

2.  Овчинников П. Ф. Виброреология – Киев: Наукова думка, 1983, 239 с.

3.  Крагельский И. В. Трение и износ – М. : Машиностроение, 1968, 475 с.

Рутенко В. С. - кандидат технических наук, доцент КГАУ