ASSESSMENT OF THE EFFECTIVENESS OF SELECTIVE LASER SINTERING METHOD FOR STRENGTHENING SOIL TILLAGE WORKING UNITS
DOI 10.12737/2073-0462-2024-83-89 УДК 631.317:631.311
Keywords:
working units, tillage machines, economic efficiency of use, plasma-powder surfacing, 3D printing, selective laser sintering method.Abstract
The functioning of agricultural machinery and equipment is an integral factor in ensuring the sustainability of production. Wear of the working units of tillage mechanisms is associated with a gradual change in their geometric and physical-mechanical characteristics, which in turn reduces the efficiency of tillage. One of the methods for solving this problem is to apply a protective layer of material that has increased wear resistance. Selective laser sintering (SLS) and plasma powder cladding are technologies for applying protective layers to the surface of agricultural machinery parts. A comparative analysis of these methods will allow us to assess their effectiveness and applicability in agricultural conditions. The results of comparing these methods will allow you to choose the optimal solution depending on the specific requirements and operating conditions of agricultural equipment. Calculation of the choice of design and material parameters shows that when using selective laser sintering as a method of strengthening the working units of soil-cultivating machines, the savings in hard alloy will be 35%. It has been established that due to the formation of a homogeneous, thin, wear-resistant, strengthening layer on the working unit, the effective shaping of its blade part occurs, which ensures the established plowing depth without violating the agrotechnical parameters of the soil cultivation process. When testing for reliability, it was determined that the wear rate of the experimental bits was significantly lower than the serial ones. The average wear rate for 8 bits is: experimental samples - 0.458 mm/ha, serial samples - 0.559 mm/ha. The effectiveness of using new materials and the method (SLS) for strengthening soil-cutting working units in comparison with hardening by the plasma method under operating conditions will ensure an increase in the service life of experimental parts by 18%.
References
1. Сидоров С.А. Сельхозмашиностроению - качественные материалы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. № 2. С. 41.
2. Миронов Д.А., А.К. Ламм, Р.К. Расулов. Оценка эффективности почвообрабатывающих рабочих органов по критерию износостойкости // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2023. № 1 (65). С. 145-150.
3. Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Миронова А.В. Основные направления повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельскохозяйственных машин // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 1. С. 41-50.
4. Новые виды коррозионно-стойких биметаллов и технологии их производства / А.Ю. Измайлов, Я.П. Лобачевский, С.А. Сидоров и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 4. С. 7-12.
5. Новые износостойкие наплавочные материалы в сельскохозяйственном машиностроении / Я.П. Лобачевский, С.А. Сидоров, Д.А. Миронов и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 6. С. 27-31.
6. Increasing the wear resistance and other life characteristics of materials of tillage tools / S.A. Sidorov, D.A. Mironov, A.V. Mironova and other // Metallurgist. 2021. Vol. 65. № 5-6. PP. 593-601.
7. Liskin I.V., Mironov D.A., Panov A.I. Increasing the durability of ploughshares with wear resistant hardfacing. Vestnik of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin". 2019. № 1 (89). С. 39-44.
8. Surfacing methods for increasing the service life of rapidly wearing working tools of agricultural machines / S.A. Sidorov, D.A. Mironov, V.K. Khoroshenkov and other // Welding International. 2016. Vol. 30. № 10. PP. 808-812.
9. Сидоров С.А. Применение наноплазменных технологий нанесения покрытий и обработки материалов деталей сельхозмашин // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. № 2. С. 42-44.
10. Результаты лабораторных исследований почворежущих рабочих органов / И.В. Лискин, Я.П. Лобачевский, Д.А. Миронов и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12. № 4. С. 41-47.
11. Миронова А.В. Технологические и физико-механические свойства задерненных почв // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. № 1. С. 63-68.
12. Миронова А.В. Обработка задернелых и деградированных почв // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 2 (35). С. 57-62.
13. Лискин И.В., Миронова А.В. Обоснование искусственной почвенной среды для лабораторных исследований износа и тяговых характеристик почворежущих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 3. С. 53-58.
14. Влияние геометрических и установочных параметров плужных рабочих органов на агротехнические и силовые характеристики / С.А. Сидоров, Я.П. Лобачевский, Д.А. Миронов и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 2. С. 10-16.
15. Анализ тягового сопротивления элементов цилиндроидального плужного корпуса / Я.П. Лобачевский, В.Ф. Комогорцев, С.И. Старовойтов и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 2. С. 11-15.
16. Лискин И.В., Миронов Д.А., Сидоров С.А. Равновесие плуга в продольно-вертикальной плоскости // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 6. С. 41-46.
1. Sidorov SA. [Agricultural machinery - high-quality materials]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2010; 2. 41 p.
2. Mironov DA, Lamm AK, Rasulov RK. [Assessing the effectiveness of soil-cultivating working units according to the criterion of wear resistance]. Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; 1 (65). 145-150 p.
3. Lobachevskiy YaP, Mironov DA, Mironova AV. [Main directions for increasing the service life of fast-wearing working parts of agricultural machines]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2023; Vol.17. 1. 41-50 p.
4. Izmaylov AYu, Lobachevskiy YaP, Sidorov SA. [New types of corrosion-resistant bimetals and technologies for their production]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2014; 4. 7-12 p.
5. Lobachevskiy YaP, Sidorov SA, Mironov DA. [New wear-resistant surfacing materials in agricultural engineering]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2014; 6. 27-31 p.
6. Sidorov SA, Mironov DA, Mironova AV. Increasing the wear resistance and other life characteristics of materials of tillage tools. Metallurgist. 2021; Vol.65. 5-6. 593-601 p.
7. Liskin IV, Mironov DA, Panov AI. Increasing the durability of ploughshares with wear resistant hardfacing. Vestnik of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education “Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin”. 2019; 1 (89). 39-44 p.
8. Sidorov SA, Mironov DA, Khoroshenkov VK. Surfacing methods for increasing the service life of rapidly wearing working tools of agricultural machines. Welding International. 2016; Vol.30. 10. 808-812 p.
9. Sidorov SA. [Application of nanoplasma technologies for coating and processing materials of agricultural machine parts]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2009; 2. 42-44 p.
10. Liskin IV, Lobachevskiy YaP, Mironov DA. [Results of laboratory studies of soil-cutting working parts]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2018; Vol.12. 4. 41-47 p.
11. Mironova AV. [Technological and physical-mechanical properties of turfed soils]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2022; Vol.16. 1. 63-68 p.
12. Mironova AV. [Treatment of soddy and degraded soils]. Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2019; 2 (35). 57-62 p.
13. Liskin IV, Mironova AV. [Justification of an artificial soil environment for laboratory studies of wear and traction characteristics of soil-cutting working parts]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2020; Vol.14. 3. 53-58 p.
14. Sidorov SA, Lobachevskiy YaP, Mironov DA. [Influence of geometric and installation parameters of plow working units on agrotechnical and power characteristics]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2020; Vol.14. 2. 10-16 p.
15. Lobachevskiy YaP, Komogortsev VF, Starovoytov SI. [Analysis of traction resistance of elements of a cylindrical plow body]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2016; 2. 11-15 p.
16. Liskin IV, Mironov DA, Sidorov SA. [Equilibrium of the plow in the longitudinal-vertical plane]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2014; 6. 41-46 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
