Maintaining the durability of cultivators' lancet blades | Обеспечение долговечности стрельчатых лап культиваторов

English. Cultivator's lancet blades (LB) wearout pattern is studied. As a result of LB wearout, evenness of cultivation is disturbed due to grip width reduction. With front side (FS) of LB wornout, machine resistance increases and cultivation depth decreases. The analytical dependences between durability of blades and wearout of FS and wing side of LB are shown. It was found that the durability of LB depends on the relative ability of soils to wear out the materials, pressure of soil on the LB, relative wearout resistance of LB steel. The criteria for choice of the suitable brand of steel was the minimal ratio of steel's relative price to its relative wearout resistance. The relative price of steel is defined by the ratio of the considered steel's price to the price of the ideal (steel 45). The additional criteria for choosing is steel's resilience which needs to be more than 30 J/cm2.. According to the results of the analysis of steel brands characteristics, it is suggested to produce LB using steel of 40XC brand. To increase reliability and durability of LB, schemes of hardening are suggested using plating element. Analytical dependencies between relative wearout resistance and content of chromium, boron, molybdenum, tungsten, titanium and hardness in HRC units are shown. It is shown that the marginal wearout of the FS of LB is about 50 mm while that of the wing side - 20-25 mm. The demanded parameters of hardening element of the FS of LB are suggested. Using the empirical findings, it is found that durability of LB made of steel 65G without hardening will be 16 ha, while after hardening - 26 ha. The data for reliability were tested during field trials. The conclusions are: to ensure good durability and working ability of LB, it is sensible to manufacture them using steel 40XC instead of 65G; hardening of a wornout FS of LB performed using overhead elements will allow to increase the durability twice in comparison with the plating method of hardening.

Russian. Изучен характер износов стрельчатых лап (СЛ) культиватора. В результате износа крыльев СЛ по ширине возникает нарушение сплошности обработки за счёт уменьшения ширины захвата. При изнашивании носовой части (НЧ) СЛ увеличивается сопротивление агрегата, снижается глубина обработки. Приведены аналитические зависимости долговечности лап от износа НЧ и износа крыльев СЛ. Установлено, что износостойкость СЛ зависит от относительной изнашивающей способности почв, давления почвы на СЛ и относительной износостойкости стали, из которой изготавливается СЛ. Критерием выбора оптимальной марки стали является минимальное отношение относительной цены стали к ее относительной износостойкости. Относительная цена выбираемой стали определяется отношением ее цены к цене эталона (сталь 45). Дополнительным критерием при выборе является ударная вязкость стали, которая должна быть не меньше 30 Дж/см2. По результатам анализа характеристик марок стали предложено изготавливать СЛ из стали марки 40ХС. Для повышения долговечности СЛ приведены схемы упрочнения наплавкой с применением накладного элемента. Приведены аналитические зависимости по определению относительной износостойкости наплавочного металла от содержания углерода, хрома, бора, молибдена, вольфрама, титана и твёрдости в единицах HRC. Показано, что предельный износ НЧ СЛ составляет около 50 мм, а предельный износ крыла 20…25 мм. Приведены конструктивные параметры накладного элемента для упрочнения НЧ СЛ. Используя эмпирические зависимости, рассчитано, что долговечность СЛ, изготовленной из сталей 65Г без упрочнения, составит 16 га, а после упрочнения - до 26 га. Расчетные данные по надежности были проверены на полевых испытаниях. Сделаны выводы: для обеспечения высокой долговечности и работоспособности СЛ целесообразно их изготавливать из стали 40ХС вместо 65Г; использование накладных элементов для упрочнения изношенной НЧ СЛ позволит повысить ресурс в 2 раза по сравнению с упрочнением наплавкой.