Спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів

Спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів, що включає обробку інструментального матеріалу робочої зони ножа пучком лазерного проміння з подальшою хіміко-технологічною обробкою всього ножа дифузійним насиченням тугоплавкими металами із парів, який відрізняється тим, що зміцнення інструментального матеріалу робочої зони ножа нанопорошковим матеріалом SiO2 виконують одночасно з обробкою її потужним пучком лазера. (19) (21) u201108198 (22) 30.06.2011 (24) 10.01.2012 (46) 10.01.2012, Бюл.№ 1, 2012 р. (72) ФАБРИЧНІКОВА ІРИНА АНАТОЛІЇВНА, СКОБЛО ТАМАРА СЕМЕНІВНА, КОЛОМІЄЦЬ ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, МАРТИНЕНКО ОЛЕКСАНДР ДМИТРОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА ІМЕНІ ПЕТРА ВАСИЛЕНКА 3 66679 Розроблений комплексний спосіб підвищення зносостійкості безреберних бурякорізальних ножів значно підвищує ресурс ножа, бо поєднує переваги обох видів обробок, але і має сумарну енергоємність. За кількістю східних ознак та технічному результату цей спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів прийнято за найближчий аналог. В основу корисної моделі поставлена задача зниження енергоємності процесу підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів із інструментальних сталей шляхом застосування вдосконаленого способу, який об'єднує лазерну обробку різальної частини ножів і одночасне дискретне зміцнення інструментального матеріалу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі, який включає обробку інструментального матеріалу робочої зони ножа пучком лазерного проміння з подальшою хімікотехнологічною обробкою всього ножа дифузійним насиченням тугоплавкими металами із парів, у відповідності до запропонованого способу, зміцнення інструментального матеріалу робочої зони ножа нанопорошковим матеріалом SiO2 виконується одночасно з обробкою її потужним пучком лазера. Суть запропонованого технічного рішення пояснюється кресленням, на якому показано загальний вид безреберного бурякорізального ножа. Робоча (різальна) частина ножа 1, включно з зоною зміцнення 2 складається з двадцяти фрезерованих V-подібних елементів (пер), які формують жолоби сходу стружки. Різальна кромка ножа 3 складається з пер товщиною 0,6…0,8 мм і кутом в плані 75°. Кріпильна частина 4 має два пази для кріплення ножа в ножовій рамі. На опорну поверх 4 ню 5 накладається притискна планка ножової рами. Запропонований спосіб підвищення стійкості бурякорізальних ножів полягає в наступному. На робочу частину ножа на смугу силікатного клею шириною 20-22 мм (зона зміцнення 2) наноситься шар нанопорошкового матеріалу SiO2 (20…30нм). Далі її обробляють пучком потужного лазера на установці, (наприклад лазерна СО2 установка постійної дії "Комета - 2" із технологічним модулем ЛТК - 3 "Клімат") при діаметрі лазерного променя d = 4мм за 5-6 проходів [4], а при використанні щілинових лазерних установок - достатньо 1-2 проходів для обробки усієї різальної частини ножа. Охолодження здійснюється на повітрі. Запропонований спосіб дозволяє отримати матеріал підвищеної ударної в'язкості, виключає короблення ножа, тобто забезпечує чітке дотримання конфігурації, та сприяє збільшенню гостроти ріжучої кромки. Виробничі випробування бурякорізальних ножів з різними варіантами зміцнення довели, що найкращим виявився запропонований спосіб [1, 5]. При ньому відсоток браку зменшується до 3,1 %, отже якість стружки підвищується, швидкість зносу різальної частини зменшується до 14,17…16,6 мкм/годину, тобто остаточна стійкість бурякорізальних ножів підвищується до трьох разів, що дозволяє збільшити економію бурякорізальних ножів, яка приведе до швидкої окупності застосування запропонованого способу підвищення стійкості бурякорізальних ножів при масовому їх виробництві і використанні в цукровій промисловості України. Результати виробничих випробувань - параметри зносостійкості ножів для різних видів зміцнення та середні показники якості стружки - наведені в таблиці. Таблиця Порівняльні характеристики видів зміцнення ножів Вид зміцнення ножа 1 Обробка СВЧ 2 Лазерне зміцнення + газодиф. насич. 3 Лазерне зміцнення + нанопорошок SiО2 пп Середні показники якості стружки Швидкість зносу, мкм/год. Довжина, м % браку Шведський фактор 29,27-42,9 9,42 4,06 23,09 14,63-19,63 9,50 3,77 27,80 14,17-16,6 7,9 3,1 27,11 Таким чином, запропонований спосіб підвищення вирішує два важливих питання. По-перше, він забезпечує чітке дотримання конфігурації ножа, збільшує зносостійкість, корозійну стійкість, ударну в'язкість і, тим самим, підвищує ресурс ножа в 2,5-3 рази, отже зменшує витрати цукрових заводів на бурякорізальні ножі, по-друге, усуває енергоємну технологічну операцію хіміко-термічної обробки для заповнення тугоплавкими металами із парів, що дозволяє зменшити собівартість ножа, суттєво прискорює технологічний процес його виготовлення та підвищує рентабельність виробництва. Запропоноване рішення прийнятне для промислового використання. В джерелах інформації комплексний спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів з такими ознаками автори не виявили, тому просимо надати даному рішенню правовий захист. Джерела інформації: 1. Фабричнікова І.А. Вдосконалений спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних ножів. Фабричнікова І.А., Коломієць В.В. // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. - випуск 75 "Механізація сільськогосподарського виробництва" Харків: 2008г. - С. 564-568. 2. Коваленко B.C. Лазерні технології: завоювання нових позицій / Вісн. НАН України.-2000. - № 1. - СІ 1-22. 3. Пат. 42467 України. МПК C21D 1/09 (2006.01), С23С 14/00 (2006.01). Комплексний спосіб підвищення зносостійкості бурякорізальних 5 ножів / Фабричнікова І.А., Коломієць В.В., Тимофеева Л.А., Лук'яненко В.М.; заявник - ХНТУСГ ім. П.Василенка; - u 2009 0076; заявл. 05.01.2009, опубл. 10.07.2009, Бюл. №13-2с. 4. Сидашенко А.И., Мартыненко А.Д., Скобло Т.С., Слоновский Н.В. Математическое обоснование режима лазерной обработки деталей, предварительно подвергнутых химико-термической об Комп’ютерна верстка М. Мацело 66679 6 работке, для повышения прочности восстановленных деталей: Динамика и прочность // Вісник НТУ "ХШ". - Харків, 2002. - Вип. 10: Динаміка і міцність машин. - Т.2 - СЛ38-161. 5. Фабричнікова І.А. Зношення ножів при різанні коренеплоду цукрового буряка / Сільськогосподарські машини: 3б. наук. ст. - Вип. 21. - Том II. Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛНТУ, 2011. - С150-157. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601