Economic feasibility of using the technology of carbon-vibro-arc hardening for hardening the pointed paws of tillage machinery

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article describes the rational technology of carbo-vibro-arc hardening (CVAH) developed by the authors using a multicomponent paste of the working surfaces of the pointed paw of tillage machinery. An economic assessment of the feasibility of using CVAH for strengthening pointed paws was carried out. PG-FBKh6-2 powder was used for research as the basis of a multicomponent paste for CVAH. The boron carbide B4C served as a ceramic component of the paste, the mass content of cryolite was 10 %. CVAH was carried out on a VDGU-2 installation. A carbon electrode of 8 mm in diameter was used to form reinforcing composite coatings.

The implementation of developed technology involves firstly the cleaning of working part of the paw. Then a multicomponent paste is prepared, it is applied to the surfaces, hardened and dried until cured. After it the CVAH is done with the formation of a composite coating and the resulting coating is monitored. The rational composition of the multicomponent paste according to the results of a set of studies should be as follows: PG-FBH6-2 powder – 60 % by weight, B4C – 30 % by weight, cryolite – the rest. Rational CVAH modes: current strength – 70 ... 80 A, carbon electrode vibration frequency – 25 Hz, electrode vibration amplitude – 1,1 mm. The thickness of the formed reinforcing composite coating is 0,9…1,0 mm, and its hardness is 70…72 HRC. The developed technology, due to low additional capital investments, can be used both in small workshops of farms and in the conditions of specialized repair and restoration enterprises. The calculation of the economic efficiency of the developed technology for strengthening pointed paws showed that the expected annual economic effect from the introduction of the technology will be 120, 191 rubles with the hardening of 430 blades of KShU-12N cultivators. Thus, the developed technology is economically feasible and can be recommended for implementation in production.

About the authors

Nikolay V. Titov

Orel State Agrarian University

Email: ogau@mail.ru

PhD in Engineering

Russian Federation, Orel

Alexander V. Kolomeychenko

Central research and development automobile and engine institute NAMI

Email: kolom_sasha@inbox.ru

DSc in Engineering

Russian Federation, Moscow

Victor V. Vinogradov

Orel State Agrarian University

Email: ogau@mail.ru

PhD in Engineering

Russian Federation, Orel

Alla S. Kolomeychenko

College of Railroad and Urban Transportation

Author for correspondence.
Email: alla.kolomeychenko@mail.ru

PhD in Economics

Russian Federation, Moscow

References

  1. Mikhal’chenkov A.M., Fes’kov S.A., Anishchenko A.V. Strengthening of the A blade of Morris sowing complex. Sel’skiy mekhanizator. 2017. No 10, pp. 34–35 (in Russ.).
  2. Lyalyakin V.P., Solov’yev S.A., Aulov V.F. State and prospect of hardening and restoration of parts of tillage machinery by welding and surfacing methods. Trudy GOSNITI. 2014. T. 115, pp. 96–104 (in Russ.).
  3. Novikov V.S. Obespecheniye dolgovechnosti rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh mashin: monografiya [Ensuring the durability of the working bodies of tillage machinery]. Moscow: INFRA-M Publ., 2019. 155 p.
  4. Semchuk G.I., Dudnikov A.A. Analysis of ways to improve the durability of cultivator blades. Vostochnoyevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy. 2003. No 5 (65), pp. 67–71 (in Russ.).
  5. Titov N.V. Increasing the durability of the working bodies of soil-cultivating machinery by applying ceramic-metal coatings. Traktory i sel’khozmashiny. 2018. No 6, pp. 27–31 (in Russ.).
  6. Zadorozhniy R.N., Tuzhilin S.P. Metallographic studies of steel specimens hardened by carbo-arc surfacing. Trudy GOSNITI. 2016. T. 124. No 2, pp. 57–61 (in Russ.).
  7. Sharifullin S.N., Adigamov N.R., Adigamov N.N. [et al.]. Surface hardening of cutting elements agricultural ma-chinery vibro arc plasma // Journal of Physics: Conference Series. 2016. V. 669. No 1. R. 012049.
  8. Kolomeychenko A.V., Titov N.V., Vinogradov V.V. [et al.]. The microstructure of composite cermet coatings pro-duced by carbovibroarc surfacing. Welding International. 2017. Vol. 31. No. 9. pp. 739–742. doi: 10.1080/09507116.2017.1318494
  9. Bayniyazova A.T., Abzhayev M.M., Kudryashova Ye.Yu. i dr. Vibroplasmic hardening of the working bodies of agricultural machinery. Tekhnicheskiy servis mashin. 2020. No 1 (138), pp. 132–142 (in Russ.).
  10. Titov N.V., Kolomeichenko A.V., Litovchenko N.N. Innovative method of tillage tool hardening // Vestnik Orel-GAU. 2014. No 2 (47). R. 42–48 (in Russ.).
  11. Titov N.V., Kolomeychenko A.V., Vinogradov V.V. i dr. Investigation of the influence of modes and parameters of carbon-vibro-arc hardening on the thickness of the metal-ceramic coating. Tekhnika i oborudovaniye dlya sela. 2016. No 9, pp. 34–37 (in Russ.).
  12. Babich B.N., Vershinina Yu.V., Glebov V.A. i dr. Metallicheskiye poroshki i poroshkov·yye materialy: spravochnik [Metal powders and powder materials: reference book]. Pod red. Yu.V. Levinskogo. Moscow: EKOMET Publ., 2005. 520 p.
  13. Kuznetsov Yu.A., Bashkirtsev V.I., Bashkirtsev Yu.V. Tekhniko-ekonomicheskoye obosnovaniye vnedreniya meropriyatiy nauchno-tekhnicheskogo progressa v APK [Feasibility study for the implementation of measures of scientific and technological progress in the agro-industrial complex]: uchebno-metodicheskoye posobiye. Moscow: FGBOU «Rossiyskaya inzhenernaya akademiya menedzhmenta i agrobiznesA» Publ., 2015. 91 p.
  14. Kuznetsov Yu.A., Kolomeychenko A.V., Kulakov K.V. i dr. Tekhniko-ekonomicheskoye obosnovaniye inzhenernykh resheniy v diplomnykh proyektakh [Feasibility study of engineering solutions in graduation projects: textbook]: uchebnoye posobiye. Orel: FGBOU VPO Orel GAU Publ., 2014. 124 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Structural diagram of the developed resource-saving technology of CVAH of lancet bladess of tillage machinery

Download (136KB)
3. Fig. 2. Paws of the KPS-4G cultivator (a) and the John Deere 730 sowing complex (b), hardened by CVAH using the developed rational resource-saving technology

Download (56KB)

Copyright (c) 2021 Titov N.V., Kolomeychenko A.V., Vinogradov V.V., Kolomeychenko A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».