RU2736702C1

RU2736702C1 - Installation for comparative resource tests for abrasive wear of working members of tillers with different wear resistance

Info

Publication number: RU2736702C1
Application number: RU2020117910A
Authority: RU
Inventors: Саид Насибуллович Шарифуллин; Акмарал Таскараевна Байниязова; Марат Маликович Абжаев
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-11-19

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention relates to testing equipment and can be used in various fields of engineering, such as machine building of agricultural machines, etc., for comparative tests of items with different wear resistance. Proposed plant comprises frame accommodating rotary shaft drive and vessel with abrasive material accommodating tested working members. Container with abrasive material is located in horizontal plane, tested working members are under permanent effect of abrasive material, sample bracket of the test specimen is not affected by abrasive material and has the possibility of adjusting the required abrasive material layer pressure on the test specimen. Installation can move.

EFFECT: constant impact of abrasive material on test sample, possibility of adjusting pressure of layer of abrasive material on test sample, higher efficiency of installation, constant action of abrasive material on test specimen, ease of maintenance of installation, possibility of movement of plant for production purposes.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в различных областях техники, таких как в машиностроение, сельскохозяйственные машины и др., для сравнительных испытаний изделий с различной износостойкостью. The invention relates to testing equipment and can be used in various fields of technology, such as in mechanical engineering, agricultural machines, etc., for comparative tests of products with different wear resistance.

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу. Further in the text, the applicant provides the terms that are necessary to facilitate an unambiguous understanding of the essence of the declared materials and to exclude contradictions and / or controversial interpretations when performing an examination on the merits.

Сравнительные испытания – это испытания аналогичных по характеристикам или одинаковых объектов, проводимые в идентичных условиях для сравнения характеристик их свойств. Специфика этого рода испытаний – изучение поведения (реакции) объектов, которые испытываются в одинаковых условиях, с целью сопоставления их аналогичных специфических характеристик. Comparative tests are tests of similar in characteristics or identical objects, carried out under identical conditions to compare the characteristics of their properties. The specificity of this kind of testing is the study of the behavior (reaction) of objects that are tested under the same conditions in order to compare their similar specific characteristics.

Ресурс (технический) – это наработка объекта от начала или возобновления эксплуатации до наступления предельного состояния. Resource (technical) is the operating time of an object from the beginning or resumption of operation until the onset of the limiting state.

Наработка изделия (объекта) – это продолжительность функционирования изделия либо объем работы, выполненный им за некоторый промежуток времени. The operating time of a product (object) is the duration of the product's functioning or the amount of work performed by it for a certain period of time.

Предельное состояние технического изделия – это состояние изделия, которое характеризует его выход из области работоспособного состояния. Это относится как к машине в целом, так и к ее узлам, деталям и элементам. Требования к изделию с точки зрения точности функционирования, обеспечения технических характеристик, безопасности эксплуатации, влияния на окружающую среду, эффективности работы и другие оговариваются, как правило, в его нормативно-технических документациях через предельно допустимые значения основных параметров. При достижении предельного состояния дальнейшая эксплуатация изделия должна быть прекращена. The limiting state of a technical product is the state of the product, which characterizes its exit from the area of an operable state. This applies both to the machine as a whole and to its assemblies, parts and elements. Requirements for a product in terms of accuracy of functioning, ensuring technical characteristics, operational safety, environmental impact, operational efficiency and others are specified, as a rule, in its normative and technical documents through the maximum permissible values of the main parameters. Upon reaching the limit state, further operation of the product must be terminated.

Абразивный износ – это повреждение поверхности мелкими частицами абразивных материалов. Износ – это изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия или инструмента вследствие разрушения (изнашивания) его поверхностного слоя при трении. Abrasive wear is surface damage by small particles of abrasive materials. Wear is a change in the size, shape, weight or condition of the surface of a product or tool due to the destruction (wear) of its surface layer during friction.

Абразив – это мелкие, твердые и острые частицы материала, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных изделий.Abrasive is small, hard and sharp particles of material with high hardness and used for surface treatment of various products.

Рабочие органы объекта — это узлы и детали машин, непосредственно воздействующие на среду в процессе ее обработки. Например, для почвообрабатывающей техники рабочими органами являются лапы культиватора, лемех плуга, диск сошника сеялок, зубья и диски борон.The working bodies of the object are the units and parts of machines that directly affect the environment during its processing. For example, for tillage machinery, the working bodies are the plowshares of the cultivator, the plow share, the opener disc of the seeders, the harrow teeth and discs.

Износостойкость – это свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания. Wear resistance is the property of a material to resist wear under certain conditions of friction, assessed by the reciprocal of the wear rate or wear rate.

Изнашивание – это процессы разрушения, отделения частиц материала с поверхности твердого тела и накопления остаточной деформации при трении. Изнашивание проявляется в постепенном изменении размеров и формы тела, а также в изменении взаимного расположения поверхностей детали. Wear is the processes of destruction, separation of material particles from the surface of a solid and the accumulation of permanent deformation during friction. Wear is manifested in a gradual change in the size and shape of the body, as well as in a change in the relative position of the surfaces of the part.

Интенсивность изнашивания – это отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы.The wear rate is the ratio of the wear value to the specified wear path or the amount of work performed.

Борона – это сельскохозяйственный агрегат, предназначенный для поверхностного или глубокого рыхления почвы с последующим устранением сорняков.The harrow is an agricultural unit designed for shallow or deep loosening of the soil with the subsequent removal of weeds.

При исследовании уровня техники заявителем выявлены аналоги заявленного технического решения. When examining the prior art, the applicant identified analogues of the claimed technical solution.

Известно изобретение по патенту РФ № 2328720 «Машина для испытания на абразивное изнашивание», сущностью является машина для испытания на абразивное изнашивание, содержащая стол с размещенными на нем электродвигателем, редуктором и приводным валом, на котором на траверсе установлены кронштейны с креплением для образцов, барабан с абразивным материалом, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит штангу с тензометрическим датчиком, одним концом жестко закрепленную к столу, а другим соприкасающуюся с барабаном, под днищем барабана с абразивом установлены электромагниты, а в качестве абразива используют ферромагнитные материалы. Known invention under the patent of the Russian Federation No. 2328720 "Machine for testing for abrasive wear", the essence is a machine for testing abrasive wear, containing a table with placed on it an electric motor, gearbox and drive shaft, on which brackets with mounts for samples, a drum with an abrasive material, characterized in that it additionally contains a rod with a strain gauge, one end rigidly fixed to the table, and the other in contact with the drum, electromagnets are installed under the bottom of the drum with the abrasive, and ferromagnetic materials are used as an abrasive.

В целом машина содержит стол с размещенными на нем электродвигателем, редуктором и приводным валом, на котором на траверсе установлены кронштейны с креплением для образцов, барабан с абразивным материалом, штангу с тензометрическим датчиком, одним концом жестко закрепленную к столу, а другим соприкасающуюся с барабаном. Под днищем барабана с абразивом установлены электромагниты, а в качестве абразива используют ферромагнитные материалы.In general, the machine contains a table with an electric motor, a gearbox and a drive shaft located on it, on which brackets with fastening for samples are installed on the traverse, a drum with an abrasive material, a bar with a strain gauge, one end rigidly fixed to the table, and the other in contact with the drum. Electromagnets are installed under the bottom of the abrasive drum, and ferromagnetic materials are used as the abrasive.

Недостатком известной машины является невозможность ее применения для испытания образцов неправильной геометрической формы, таких как отдельные рабочие органы почвообрабатывающих машин. The disadvantage of the known machine is the impossibility of its use for testing samples of irregular geometric shape, such as individual working bodies of tillage machines.

Известно изобретение по патенту РФ № 2408865 «Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин», сущностью является установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин, содержащая раму, на которой установлен привод возвратно-поступательного перемещения, держатель образца, абразивный материал, узел нагружения, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тензометрический датчик, аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительную машину и набор грузов для испытания, при этом привод возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде электродвигателя, соединенного через ременную передачу с возвратно-поступательным механизмом, который с помощью крепления соединен с кареткой горизонтального перемещения, на которой установлен держатель для испытуемого образца, на держателе закреплен тензометрический датчик, сигнал с которого поступает на ЭВМ через усилитель АЦП, при этом держатель имеет винтовой зажим, который выполнен с возможностью изменения угла установки испытуемого образца, а при помощи узла нагружения изменяется нагрузка сверху и снизу на испытуемый образец за счет увеличения или уменьшения грузов, при этом в узел нагружения самотеком из емкости поступает абразивный материал.Known invention under the patent of the Russian Federation No. 2408865 "Installation for testing the abrasive wear of the working bodies of tillage machines", the essence is the installation for testing the abrasive wear of the working bodies of tillage machines, containing a frame on which a reciprocating drive is installed, a sample holder, an abrasive material , a loading unit, characterized in that it additionally contains a strain gauge, an analog-to-digital converter, an electronic computer and a set of weights for testing, while the reciprocating drive is made in the form of an electric motor connected through a belt drive with a reciprocating mechanism , which by means of a fastener is connected to a horizontal displacement carriage, on which a holder for a test specimen is installed, a strain gauge is fixed on the holder, the signal from which is fed to the computer through an ADC amplifier, while the holder has a screw clamp, which ry is made with the possibility of changing the angle of installation of the test specimen, and with the help of the loading unit, the load from above and below on the test specimen is changed by increasing or decreasing the weights, while the abrasive material is supplied to the loading unit by gravity from the container.

Недостатком известной установки является невозможность ее применения для испытания образцов неправильной геометрической формы, таких как отдельные рабочие органы почвообрабатывающих машин. Ее можно использовать только как устройство для исследования износостойкости материала рабочих органов почвообрабатывающих машин. Кроме того, техническим недостатком известной установки является недостаточно широкие функциональные возможности и, в частности, невозможность одновременных сравнительных испытаний ряда разнородных образцов с имитацией рабочей среды.The disadvantage of the known installation is the impossibility of its use for testing samples of irregular geometric shape, such as individual working bodies of tillage machines. It can only be used as a device for studying the wear resistance of the material of the working bodies of tillage machines. In addition, the technical disadvantage of the known installation is insufficiently broad functionality and, in particular, the impossibility of simultaneous comparative tests of a number of dissimilar samples with imitation of the working environment.

Наиболее близким по существу к заявленному техническому решению, выбранному заявителем в качестве прототипа, является изобретение по патенту РФ № 2649241 «Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин», сущностью является установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин содержащая раму, на которой установлен привод вала вращения и емкость с абразивным материалом, внутри которой на отдельных башмаках размещены испытываемые рабочие органы, отличающаяся тем, что емкость с абразивным материалом выполнена в форме неподвижного барабана, а рабочие органы присоединены к валу вращения с помощью стоек, на нижней части которых имеется трубчатое завершение, к которому посредством регулировочных болтов присоединен башмак, имеющий охватывающую обойму с горизонтальными и радиальными прорезями с возможностью регулирования разных углов установки рабочих органов в продольно-вертикальной и горизонтальной плоскостях. Кроме того, данная установка отличается тем, что в верхней части стойки закреплена микроэвм и блок носителя информации, которые совместно с тензодатчиками сопротивления, размещенными на гранях стойки, обеспечивают возможность измерения силовых характеристик нагружения испытываемых рабочих органов.The closest in essence to the claimed technical solution, selected by the applicant as a prototype, is the invention under the patent of the Russian Federation No. 2649241 "Installation for testing the abrasive wear of the working bodies of tillage machines", the essence is the installation for testing the abrasive wear of the working bodies of tillage machines containing a frame, on which the drive of the rotation shaft and the container with the abrasive material are installed, inside which the tested working bodies are placed on separate shoes, characterized in that the container with the abrasive material is made in the form of a stationary drum, and the working bodies are connected to the rotation shaft by means of racks, on the lower part which has a tubular end, to which a shoe is connected by means of adjusting bolts, which has a covering cage with horizontal and radial slots with the possibility of adjusting different angles of installation of the working bodies in the longitudinal-vertical and horizontal planes. In addition, this installation is distinguished by the fact that a microcomputer and a data carrier unit are fixed in the upper part of the rack, which, together with resistance strain gauges located on the edges of the rack, provide the ability to measure the force characteristics of the loading of the tested working bodies.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1 – отсутствие постоянного воздействия абразивного материала на испытуемый образец. Это приводит к уменьшению производительности технологического процесса в 3 – 4 раза, так как испытуемый образец лишь периодически оказывается под воздействием абразивного материала в процессе вращения вала кронштейна образцов (см. Фиг.2 в патенте прототипа);1 - no permanent impact of abrasive material on the test sample. This leads to a decrease in the productivity of the technological process by 3 to 4 times, since the test sample is only periodically exposed to the abrasive material during the rotation of the shaft of the sample arm (see Fig. 2 in the prototype patent);

2 – отсутствие возможности регулировки давления абразивного материала на испытуемый образец вследствие того, что в процессе работы образец оказывается на разных глубинах абразивного материала (см. Фиг.2 в патенте прототипа);2 - the inability to adjust the pressure of the abrasive material on the test sample due to the fact that during operation the sample is at different depths of the abrasive material (see Fig. 2 in the prototype patent);

3 - требуются дополнительные мощности (усилия) установки для преодоления сил трения между стойками (кронштейном) образцов и абразивным материалом;3 - additional power (effort) of the installation is required to overcome the frictional forces between the stands (bracket) of the samples and the abrasive material;

4 – вертикальное расположение емкости абразивных материалов создает неудобства по обслуживанию установки. Как видно из Фиг.1 в патенте прототипа, емкость абразивных материалов в центре имеет люк для доступа по обслуживанию, как по заполнению или удалению абразивного материала, так и по установке или съему испытуемых образцов, который (люк) в процессе работы необходимо закрыть;4 - the vertical arrangement of the tank of abrasive materials creates inconvenience in the maintenance of the installation. As can be seen from Fig. 1 in the prototype patent, the container of abrasive materials in the center has a hatch for access for maintenance, both for filling or removing the abrasive material, and for installing or removing test samples, which (hatch) must be closed during operation;

5 – отсутствует возможность передвижения установки в целях производственной необходимости, так как установка является стационарной.5 - there is no possibility of moving the installation for production needs, since the installation is stationary.

Задачей и техническим результатом заявленного технического решения является устранение недостатков прототипа, а именно – создание установки для сравнительных ресурсных испытаний на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин с различной износостойкостью, обладающей:The task and the technical result of the claimed technical solution is to eliminate the shortcomings of the prototype, namely, to create an installation for comparative life tests for abrasive wear of the working bodies of tillage machines with different wear resistance, having:

1 - постоянством воздействия абразивного материала на испытуемый образец за счет заполнения емкости абразивных материалов необходимым количеством по всей плоскости основания;1 - the constant effect of the abrasive material on the test sample by filling the container with the required amount of abrasive materials over the entire plane of the base;

2 - возможностью регулировки давления слоя абразивного материала на испытуемый образец путем регулировки величины углубления образца в абразивную среду;2 - the ability to adjust the pressure of the layer of abrasive material on the test sample by adjusting the depth of the sample deepening into the abrasive medium;

3 - более высоким КПД (коэффициентом полезного действия) установки за счет меньшего потребления электроэнергии из-за отсутствия сил трения между кронштейном (коромыслом) образцов и абразивным материалом, а также постоянства воздействия абразивного материала на испытуемый образец;3 - higher efficiency (efficiency) of the installation due to lower power consumption due to the absence of friction forces between the bracket (rocker) of the samples and the abrasive material, as well as the constancy of the effect of the abrasive material on the test sample;

4 - удобством по обслуживанию установки за счет горизонтального расположения емкости абразивных материалов;4 - ease of maintenance of the installation due to the horizontal arrangement of the tank of abrasive materials;

5 - возможностью передвижения установки в целях производственной необходимости за счет ее расположения на тележке. 5 - the possibility of moving the installation for the purposes of production needs due to its location on the trolley.

Сущностью заявленного технического решения является установка для сравнительных ресурсных испытаний на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин с различной износостойкостью, содержащая раму, на которой установлен привод вала вращения и емкость с абразивным материалом, внутри которой на кронштейне размещены испытываемые рабочие органы, характеризующаяся тем, что емкость с абразивным материалом расположена в горизонтальной плоскости, испытываемые рабочие органы находятся под постоянным воздействием абразивного материала, кронштейн испытуемого образца не находится под воздействием абразивного материала и имеет возможность регулировки требуемого давления слоя абразивного материала на испытуемый образец, установка имеет возможность передвижения.The essence of the claimed technical solution is an installation for comparative life tests for abrasive wear of working bodies of tillage machines with different wear resistance, containing a frame on which a rotation shaft drive and a container with an abrasive material are installed, inside which the tested working bodies are located on the bracket, characterized by the fact that the container with the abrasive material is located in a horizontal plane, the tested working parts are under constant influence of the abrasive material, the bracket of the test sample is not under the influence of the abrasive material and has the ability to adjust the required pressure of the abrasive material layer on the test sample, the installation has the ability to move.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 – Фиг.6.The claimed technical solution is illustrated in Fig. 1 - Fig. 6.

На Фиг. 1 представлена таблица сопоставительного анализа заявленного технического решения с прототипом для облегчения проведения экспертизы по существу.FIG. 1 presents a table of comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype to facilitate the examination on the merits.

На Фиг. 2а, 2б и 2в представлены составляющие конструктивного чертежа установки для сравнительных ресурсных испытаний на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин с различной износостойкостью (главный вид установки, вид установки справа и спецификация деталей установки), где:FIG. 2a, 2b and 2c show the components of the structural drawing of the installation for comparative life tests for abrasive wear of the working bodies of tillage machines with different wear resistance (the main view of the installation, the installation on the right and the specification of the installation parts), where:

1 – рама; 1 - frame;

2 – емкость с абразивным материалом;2 - container with abrasive material;

3 – кронштейн (коромысло);3 - bracket (rocker arm);

4 – приводной вал;4 - drive shaft;

5 – колесные опоры;5 - wheel supports;

6 – испытуемые рабочие органы;6 - tested working bodies;

7 – мотор-редуктор;7 - gear motor;

8, 9 – корпусные подшипники.8, 9 - insert bearings.

На Фиг. 3 и Фиг.4 приведены фото устройства по реализации заявленного технического решения на примере сравнительных испытаний зубьев бороны с использованием сверлильного станка. На Фиг. 3 приведено фото устройства без емкости абразивного материала, на Фиг. 4 – устройство в полном комплекте.FIG. 3 and 4 show a photo of the device for implementing the claimed technical solution by the example of comparative tests of harrow teeth using a drilling machine. FIG. 3 shows a photo of the device without a container of abrasive material, FIG. 4 - complete device.

На Фиг. 5 приведены фото двух испытуемых зубьев бороны исходного заводского (а) и упрочненного вибродуговой плазмой (б) до сравнительных испытаний.FIG. 5 shows a photo of two tested harrow teeth of the original factory (a) and hardened by vibration-arc plasma (b) before comparative tests.

На Фиг. 6 приведены фото испытуемых зубьев бороны исходного заводского (а) и упрочненного вибродуговой плазмой (б) после сравнительных испытаний.FIG. 6 shows a photo of the tested harrow teeth of the original factory (a) and hardened by vibroarc plasma (b) after comparative tests.

Далее заявителем приведено описание конструкции заявленной установки, составляющие конструктивного чертежа которой представлены на Фиг. 2а, 2б и 2в. на Фиг. 2.Next, the applicant gives a description of the design of the claimed installation, the components of the structural drawing of which are presented in Fig. 2a, 2b and 2c. in FIG. 2.

Установка состоит из рамы 1, на которой установлена емкость 2 с абразивным материалом. Внутри емкости 2 находится приводной вал 4 для вращения кронштейна (коромысла) 3 с размещенными на нем испытуемыми рабочими органами 6. Положение коромысла 3 на приводном валу 4 может регулироваться с помощью крепежных болтов. Приводной вал 4 имеет конструктивную связь с емкостью 2 через корпусные подшипники 8 и 9. Приводной вал 4 получает вращение от мотор-редуктора 7, прикрепленного к емкости 2 со стороны ее днища. Установка имеет колесные опоры 5 для ее передвижения в целях производственной необходимости.The installation consists of a frame 1 on which a container 2 with an abrasive material is installed. Inside the tank 2 there is a drive shaft 4 for rotation of the bracket (rocker arm) 3 with the tested working bodies 6 located on it. The position of the rocker arm 3 on the drive shaft 4 can be adjusted using the fastening bolts. The drive shaft 4 has a constructive connection with the container 2 through the housing bearings 8 and 9. The drive shaft 4 receives rotation from the gear motor 7, attached to the container 2 from the side of its bottom. The installation has wheel supports 5 for its movement for production needs.

Заявитель поясняет, что в приведенной на Фиг.2 конструкции заявленной установки показан для примера кронштейн (коромысло) 3 для случая двух испытуемых образцов, что не ограничивают патентные притязания заявителя, так как кронштейн (коромысло) 3 может быть изготовлен для любого желаемого количества, ограничиваемого только суммарным размером образцов, что не влияет на совокупность существенных признаков и достигаемый технический результат.The applicant explains that in the design of the claimed installation shown in Fig. 2, for example, the bracket (rocker) 3 is shown for the case of two test samples, which does not limit the patent claims of the applicant, since the bracket (rocker) 3 can be made for any desired quantity, limited only the total size of the samples, which does not affect the set of essential features and the achieved technical result.

Заявитель поясняет, что приведенные на Фиг.2 габаритные размеры установки приведены в качестве примера и не ограничивают патентные притязания заявителя, так как размеры определяются в зависимости от требований заказчика и зависят от технических задач с применением заявленного технического решения, что не влияет на совокупность существенных признаков и достигаемый технический результат.The applicant explains that the overall dimensions of the installation shown in Fig. 2 are given as an example and do not limit the patent claims of the applicant, since the dimensions are determined depending on the customer's requirements and depend on the technical tasks using the claimed technical solution, which does not affect the set of essential features and the achieved technical result.

Заявленная установка работает следующим образом.The declared installation works as follows.

Перед началом работы пользователь производит внешний осмотр, убеждается в рабочем состоянии установки и наличии ее заземления. Далее производят подготовку установки к работе.Before starting work, the user makes an external inspection, makes sure that the installation is in working condition and that it is grounded. Next, the installation is prepared for operation.

Для этого вначале выставляют с помощью крепежных болтов положение кронштейна (коромысла) 3 на приводном валу 4 на требуемую высоту, затем прикрепляют испытуемые рабочие органы 6 с использованием соответствующей оснастки к кронштейну (коромыслу) 3.To do this, first, using the mounting bolts, the position of the bracket (rocker arm) 3 on the drive shaft 4 to the required height is set, then the tested working bodies 6 are attached using the appropriate equipment to the bracket (rocker arm) 3.

Затем в емкость 2 засыпают абразивный материал. Высоту абразивного материала выбирают таким образом, чтобы создать над рабочими органами 6 достаточный слой для требуемого на них давления. Выбор марки абразивного материала не имеет принципиального значения, так как заявленный технический результат достигается не использованием абразивного материала определенной марки, а проведением сравнительных испытаний рабочих органов с различной износостойкостью. В качестве абразивного материала может быть выбрана песчано-гравийная смесь, кварцевый песок и т.п.Then abrasive material is poured into container 2. The height of the abrasive material is chosen so as to create a sufficient layer above the working bodies 6 for the pressure required on them. The choice of the brand of abrasive material is not of fundamental importance, since the claimed technical result is achieved not by using an abrasive material of a certain brand, but by conducting comparative tests of working bodies with different wear resistance. The abrasive material can be a sand-gravel mixture, quartz sand, etc.

После подготовки установки к работе ее подключают к источнику электропитания, например, в электрическую сеть напряжением 380 В, с частотой 50 Гц. Электрическая часть установки на конструкционном чертеже не приведена, т.к. она выполняется по стандартной схеме и не влияет на заявленный технический результат. Запускают мотор-редуктор 7 и производят обработку испытуемых образцов абразивным материалом. При этом работу установки периодически останавливают и проверяют состояние испытуемых образцов, фиксируя их диагностические (технические) параметры, например, сравнивают весовые характеристики, используя измерительные приборы. Для рабочих органов почвообрабатывающей техники испытания проводят до доведения менее износостойкого образца до его предельного состояния, т.е. до состояния, не пригодного для дальнейшего использования. Затем сравнивают параметры обоих образцов, например, весовой износ массы, и делают выводы по ресурсным характеристикам испытуемых изделий. Для практического доказательства целесообразно продолжить испытания для более износостойкого образца также до доведения его до предельного состояния. По сравнению продолжительности обработки обоих образцов можно определить их количественную характеристику по ресурсу работы.After preparing the installation for operation, it is connected to a power source, for example, to an electrical network with a voltage of 380 V, with a frequency of 50 Hz. The electrical part of the unit is not shown in the construction drawing, because it is performed according to the standard scheme and does not affect the claimed technical result. Start the gear motor 7 and process the test samples with an abrasive material. In this case, the operation of the installation is periodically stopped and the state of the test samples is checked, fixing their diagnostic (technical) parameters, for example, comparing the weight characteristics using measuring instruments. For the working bodies of tillage equipment, tests are carried out until the less wear-resistant sample is brought to its limiting state, i.e. to a state not suitable for further use. Then the parameters of both samples are compared, for example, weight wear of the mass, and conclusions are drawn on the resource characteristics of the tested products. For practical proof, it is advisable to continue testing for a more wear-resistant specimen also up to bringing it to the limiting state. By comparing the processing time of both samples, it is possible to determine their quantitative characteristics in terms of the service life.

Далее приведен пример реализации заявленного технического решения.The following is an example of the implementation of the claimed technical solution.

Поскольку изготовление заявленной установки представляло для заявителя определенные технические трудности, приведен пример реализации заявленного технического решения с использованием упрощенного варианта установки, фото приведены на Фиг. 3 и 4.Since the manufacture of the claimed installation presented certain technical difficulties for the applicant, an example of the implementation of the claimed technical solution using a simplified version of the installation is given, the photos are shown in FIG. 3 and 4.

В качестве испытуемых образцов были выбраны зубья бороны марки БЗТ 1.0 00.005 (М16х2).The teeth of the harrow brand BZT 1.0 00.005 (М16х2) were chosen as test samples.

Для вращения кронштейна (коромысла) с расположенными на нем образцами был использован привод сверлильного станка. Поскольку привод сверлильного станка имел электродвигатель с оборотами 1500 об/мин, для привода использовали соосный цилиндрический мотор-редуктор MR283 с оборотами на выходном валу 30 об/мин. Передаточное число от привода станка на шпиндель вращения образцов взяли 1:1.To rotate the arm (rocker arm) with the samples located on it, a drilling machine drive was used. Since the drive of the drilling machine had an electric motor with a speed of 1500 rpm, an MR283 coaxial spur gear motor with an output shaft speed of 30 rpm was used for the drive. The gear ratio from the drive of the machine to the spindle of rotation of the samples was taken 1: 1.

Для емкости с абразивным материалом применили металлический цилиндр диаметром 500 мм. Абразивным материалом служила обычная песчано-гравийная смесь. Зуб бороны в абразивный материал вставляли на всю длину. Оба зуба бороны были заводского изготовления. Один зуб бороны брали исходный, без обработки, другой обработали вибродуговой плазмой со всех сторон. Для обработки использовали сварочный инвертор. Упрочнение производили медно-графитовым стержнем диаметром 8 мм при токе дуги 60 А. Частота вибрации электрода составила 100 Гц. Обработку производили до появления существенного износа исходного заводского зуба бороны без обработки.A metal cylinder with a diameter of 500 mm was used for the container with the abrasive material. The abrasive material was a common sand and gravel mixture. The harrow tooth was inserted all the way into the abrasive material. Both harrow teeth were factory made. One tooth of the harrow was taken as original, without processing, the other was treated with vibroarc plasma from all sides. A welding inverter was used for processing. Strengthening was performed with a copper-graphite rod 8 mm in diameter at an arc current of 60 A. The vibration frequency of the electrode was 100 Hz. The processing was carried out before the appearance of significant wear of the original factory harrow tooth without processing.

На Фиг. 5 приведены фото двух испытуемых зубьев бороны - исходного заводского (а) и упрочненного вибродуговой плазмой (б) до испытаний. На Фиг. 6 приведены фотографии испытуемых зубьев бороны после сравнительных испытаний. Общая продолжительность испытаний образцов по времени составляла 150 часов.FIG. 5 shows a photo of two tested harrow teeth - the original factory (a) and hardened by vibroarc plasma (b) before testing. FIG. 6 shows photographs of the tested harrow teeth after comparative tests. The total duration of testing the samples in time was 150 hours.

Из сравнения фото (а) и (б) на Фиг. 5 и 6 видно, что исходный зуб (а) имеет существенный износ после испытаний, а упрочненный зуб (б) практически цел. Comparing photos (a) and (b) in FIG. 5 and 6, it can be seen that the original tooth (a) has significant wear after the tests, and the hardened tooth (b) is practically intact.

По весовым измерениям исходный образец имел износ на 30 грамм, а упрочненный - всего на 5 грамм. Это означает, что ресурс работы упрочненных зубьев бороны вибродуговой плазмой выше ресурса работы заводских зубьев борон порядка в 5-6 раз. Для измерений были использованы весы марки Newacalox на 500 г. с точностью 0.01 г.According to weight measurements, the original sample had a wear of 30 grams, and the hardened one - only 5 grams. This means that the service life of harrow harrow hardened teeth with vibroarc plasma is 5-6 times higher than the service life of factory harrow teeth. For measurements, we used a Newacalox balance of 500 g with an accuracy of 0.01 g.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем решены поставленные задачи и достигнут заявленный технический результат, а именно – создана установка для сравнительных ресурсных испытаний на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин с различной износостойкостью, в которой, по сравнению с прототипом:Based on the foregoing, it can be concluded that the applicant has solved the assigned tasks and achieved the claimed technical result, namely, an installation has been created for comparative life tests for abrasive wear of the working bodies of tillage machines with different wear resistance, in which, in comparison with the prototype:

1 – обеспечено постоянство воздействия абразивного материала на испытуемый образец за счет заполнения емкости абразивных материалов необходимым количеством по всей плоскости основания;1 - the constancy of the effect of the abrasive material on the test sample is ensured by filling the container with the required amount of abrasive materials over the entire plane of the base;

2 – обеспечена возможностью регулировки давления слоя абразивного материала на испытуемый образец путем регулировки величины углубления образца в абразивную среду;2 - provided with the ability to adjust the pressure of the layer of abrasive material on the test sample by adjusting the amount of deepening of the sample into the abrasive medium;

3 – обеспечен более высокий КПД установки за счет меньшего потребления электроэнергии из-за отсутствия сил трения между кронштейном (коромыслом) образцов и абразивным материалом, а также постоянства воздействия абразивного материала на испытуемый образец;3 - higher efficiency of the installation is ensured due to lower power consumption due to the absence of friction forces between the bracket (rocker) of the samples and the abrasive material, as well as the constancy of the effect of the abrasive material on the test sample;

4 – обеспечено удобство по обслуживанию установки за счет горизонтального расположения емкости абразивных материалов;4 - ease of maintenance of the installation is provided due to the horizontal arrangement of the tank of abrasive materials;

5 – обеспечена возможность передвижения установки в целях производственной необходимости за счет ее расположения на тележке.5 - the possibility of movement of the installation for the purposes of production needs is provided due to its location on the trolley.

Заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «новизна», так как при определении уровня техники не выявлено устройство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) совокупности признаков, перечисленных в формуле изобретения.The claimed technical solution satisfies the "novelty" condition of patentability, since the definition of the prior art did not reveal a device that has features identical (that is, coinciding in the function they perform and the form of these features) of the set of features listed in the claims.

Заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень», поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.The claimed technical solution satisfies the patentability condition "inventive step", since no technical solutions have been identified that have features that coincide with the distinctive features of the claimed invention, and the influence of the distinctive features on the specified technical result is not established.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как изготовлено с использованием известных материалов, комплектующих изделий, стандартных технических устройств и оборудования.The claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability" for inventions, since it is made using known materials, components, standard technical devices and equipment.

Claims

An installation for comparative life tests for abrasive wear of working bodies of soil cultivation machines with different wear resistance, containing a frame on which a rotation shaft drive and a container with abrasive material are installed, inside which the tested working bodies are located on the bracket, characterized in that the container with abrasive material is located in horizontal plane, the tested working bodies are under constant influence of the abrasive material, the test specimen bracket is not under the influence of the abrasive material and has the ability to adjust the required pressure of the abrasive material layer on the test specimen, the installation has the ability to move.