agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2026-2-67-76agroengineering-1266Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПКTECHNICAL SERVICE IN AGRICULTUREПрименение аддитивных технологий при изготовлении ножей смесителей-кормораздатчиковApplication of innovative technologies in the production of knives for feed mixers and dispensershttps://orcid.org/0000-0002-6315-4184СкороходовД. М.SkorokhodovD. M.

Дмитрий Михайлович Скороходов, канд. техн. наук, доцент

Scopus Author ID: 57223623999

Researcher ID: AFH-8012-2022

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Dmitry M. Skorokhodov, CSc (Eng), Associate Professor

127434, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

d.skorokhodov@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2026260420262826776Copyright © Скороходов Д.М., 20262026Скороходов Д.М.Skorokhodov D.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1266

Импортозамещение запасных частей сельскохозяйственных машин и оборудования в условиях импортозависимости является актуальной задачей. Аддитивные технологии позволяют создать ножи с заданными физико-механическими свойствами, адаптированными к условиям эксплуатации. Цель исследований – используя аддитивные технологии, разработать нож смесителя-кормораздатчика с обоснованием геометрических параметров посадки соединяемых элементов ножа. Исследовали квадратные и звездообразные ножи, применяемые в горизонтальных смесителях-кормораздатчиках KUHN и Seko. Предложена конструкция сборного ножа смесителя-кормораздатчика. Режущие части его изготовлены методом SLM-печати из стали 17-4РН и 316L, а фланец – методом FDM-печати из инженерного термопласта REC X-Line ForMAX на основе ABS с добавлением 15% углеродных волокон. Прочность соединения сборного ножа подтверждена имитационным моделированием в программе SolidWorks. Установлено критическое значение натяга – не более 0,16 мм. Экспериментально подтверждено высокое качество аддитивного производства. Твердость стали 17-4PH составила 51,4 HRC, что на 15% ниже уровня эталонной серийной стали 9ХС, полученной объемной закалкой (60,4 HRC). Твердость фланца 86,7 ед. по Шору свидетельствует об оптимальных режимах FDM-печати. Сталь 17-4НР с оптимальным сочетанием износостойкости и коррозионной стойкости рекомендуется для изготовления модифицированных ножей методом 3D-прототипирования. Повысить долговечность ножей можно заданием определенных физико-механических свойств печатающему материалу с дальнейшим поверхностным упрочнением методом сверхвысокочастотного индукционного нагрева в борсодержащих обмазках, обеспечивающего формирование износостойких слоев глубиной до 1,2 мм с повышенной твердостью. Практическая реализация разработанного сборного ножа смесителя-кормораздатчика позволит оперативно заменять изношенные ножи при отсутствии оригинальных запасных частей, исключая простои техники и снижая импортозависимость

Against the backdrop of the dependence on imports, import substitution of spare parts for agricultural machinery and equipment is a pressing issue. The use of additive technologies opens up new prospects for designing working parts with specified physical and mechanical properties adapted to specific operating conditions. The study aims to develop knives for feed mixers based on innovative technologies for the modernization of agricultural machinery, based on the substantiation of the geometric parameters of the knife’s connecting elements. The objects of study were square and star-shaped knives used in KUHN and Seko horizontal feed mixers. The author proposes a design for a prefabricated (modular) knife for a feed mixer and dispenser. The cutting parts of the experimental knives are manufactured using SLM printing from 17-4PH and 316L steels, and the flange is manufactured using FDM printing from ABS-based engineering thermoplastic reinforced with 15% carbon fibers (REC X-Line ForMAX). The feasibility of achieving an interference-fit connection on semi-circular splines, secured by a flange collar, was theoretically substantiated and confirmed using simulation modeling. The critical interference fit value was determined to be less than 0.16 mm. The high quality of additive manufacturing was experimentally confirmed. The hardness of 17-4PH steel reached 51.4 HRC, approaching the level of serial 9ХС steel (60.4 HRC); the flange hardness was 86.7 Shore D, indicating optimal FDM printing conditions Steel 17-4PH is the optimal material for manufacturing modified knives using 3D prototyping, providing the best combination of wear and corrosion resistance. The durability of knives can be further increased by using SLM printing to impart specific physical and mechanical properties to the printing material, followed by surface hardening using ultra-high-frequency induction heating in boron containing coatings. This method produces wear-resistant layers up to 1.2 mm deep and with increased hardness. The practical implementation of the developed prefabricated feed mixer knife will enable the rapid production of worn knives in the absence of original spare parts, thus eliminating equipment downtime and reducing reliance on imports.

импортозамещение запасных частейаддитивные технологииножизношенные ножинож смесителя-кормораздатчикадолговечность ножейпростои техникиimport substitution of spare partsadditive technologiesknifeworn knivesknife of a feed mixerdispenserknife durabilityequipment downtimeReferencesКудрин М.Р., Кислякова Е.М. Полноценное кормление – основа высокой молочной продуктивности коров // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2015. Т. 223, № 3. С. 96-101. EDN: UIWYSHKudrin M.R., Kislyakova E.M. Substantionl feeding is the basis of cows high milk pruductivity. Uchenyye zapiski Kazanskoy akademii veterinarnoy meditsiny im. N.E. Baumana. 2015;223(3):96-101. (In Russ.)Babajanyan А., Pakhomov V., Rudoy D. et al. The results of the study of the amino acid composition of compound feeds during the extrusion of wheat grain with the addition of Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens L.). E3S Web of Conferences: International Scientific Conference «Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East» (AFE-2022). 2023;371(10):01074. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202337101074Babajanyan А., Pakhomov V., Rudoy D., Braginets S., Maltseva T. The results of the study of the amino acid composition of compound feeds during the extrusion of wheat grain with the addition of Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens L.). E3S Web of Conferences: International Scientific Conference ″Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East″ (AFE-2022). 2023;371:01074. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202337101074Овечкина Л.Ю., Бузоверов С.Ю., Лобанов В.И. Повышение эффективности процесса смешивания комбикормов путем модернизации рабочего органа смесителя // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021. № 4-1 (55). С. 75-78. https://doi.org/10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78Ovechkina L.Yu., Buzoverov S.Yu., Lobanov V.I. Improving the efficiency of the feed mixing process by upgrading the mixer working body. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2021;4-1:75-78. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78Ерохин М.Н., Гайдар С.М., Скороходов Д.М. и др. Износостойкость низколегированных сталей в абразивной среде // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 3. С. 72-78. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-3-72-78Erokhin M.N., Gaidar S.M., Skorokhodov D.M. et al. Wear resistance of low-alloy steels in the abrasive environment. Agricultural Engineering (Moscow). 2023;25(3):72-78. (In Russ.). https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-3-72-78Сенин П.В., Чаткин М.Н., Кильмяшкин Е.А. Аддитивные технологии для производства и ремонта сельскохозяйственной техники // Инженерные технологии и системы. 2024. Т. 34, № 4. С. 584-596. https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202404.584-596. EDN: JHHIJGSenin P.V., Chatkin M.N., Kilmyashkin E.A. Additive technologies for production and repair of agricultural equipment. Engineering Technologies and Systems. 2024;34(4):584-596. (In Russ.) https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202404.584-596Катаев Ю.В., Гончарова Ю.А., Свиридов А.С., Тужилин С.П. Применение технологий 3D-печати и 3D-сканирования при изготовлении и ремонте сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. 2023. № 1 (307). С. 34-38. EDN: YLNGXUKataev Yu.V., Goncharova Yu.A., Sviridov A.S., Tuzhilin S.P. Application of 3D printing and 3D scanning technologies in the manufacture and repair of agricultural machinery. Machinery and Equipment for Rural Area. 2023;1(307):34-38. (In Russ.)Bakhtiarian M., Omidvar H., Mashhuriazar A. et al. The effects of SLM process parameters on the relative density and hardness of austenitic stainless steel 316L. Journal of Materials Research and Technology. 2024;29:1616-1629. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.01.237Bakhtiarian M., Omidvar H., Mashhuriazar A. et al. The effects of SLM process parameters on the relative density and hardness of austenitic stainless steel 316L. Journal of Materials Research and Technology. 2024;29:1616-1629. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.01.237Murr L.E., Martinez E., Hernandez J. et al. Microstructures and properties of 17-4 PH stainless steel fabricated by selective laser melting. Journal of Materials Research and Technology. 2012;1(3):167-177.https://doi.org/10.1016/S2238-7854(12)70029-7Murr L.E., Martinez E., Hernandez J. et al. Microstructures and properties of 17-4 PH stainless steel fabricated by selective laser melting. Journal of Materials Research and Technology. 2012;1(3):167-177. https://doi.org/10.1016/S2238-7854(12)70029-7Zheng Q., Chen H.S., Zhou J. et al. Effect of boron element on microstructure and mechanical properties of 316L stainless steel manufactured by selective laser melting. Journal of Materials Research and Technology. 2023;26:3744-3755. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.148Zheng Q., Chen H.S., Zhou J. et al. Effect of boron element on microstructure and mechanical properties of 316L stainless steel manufactured by selective laser melting. Journal of Materials Research and Technology. 2023;26:3744-3755. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.148Скороходов Д.М., Басов С.С., Денисов В.А., Свиридов А.С. Исследование микротвердости боридных покрытий, полученных на стали 65Г из различных составов борирующих смесей // Технический сервис машин. 2021. № 2 (143). С. 144-150. EDN: DEJMUFSkorokhodov D.M., Basov S.S., Denisov V.A., Sviridov A.S. Microhardness of boride coatings obtained on 65G steel from different compositions of borating mixtures. Machinery Technical Service. 2021;2:144-150. (In Russ.)Чупятов Н.Н. Применение карбидосодержащих материалов, полученных из газовой фазы, для упрочнения деталей сельскохозяйственной техники // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2016. № 1 (71). С. 29-33. EDN: VNXNNLChupyatov N.N. Application of carbide-containing materials obtained from the gas phase to harden farm machinery parts. Vestnik of Federal State Educational Institution of Higher Professional Education “Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin”. 2016;1:29-33. (In Russ.)Serov A.V., Latypov R.A., Burak P.I., Serov N.V. Technological processes of the electrocontact welding of functional coatings: Part 1. Russian Metallurgy (Metally). 2025;2025(1):176-179. EDN: TEYQGESerov A.V., Latypov R.A., Burak P.I., Serov N.V. Technological Processes of the Electrocontact Welding of Functional Coatings: Part 1. Russian Metallurgy (Metally). 2025;2025(1):176-179.Серов А.В., Серов Н.В., Бурак П.И. Функциональные покрытия // Электрометаллургия. 2020. № 11. С. 25-33. EDN: BTCIJXSerov A.V., Serov N.V., Burak P.I. Functional coatings. Electrometallurgiya. 2020;11;25-33. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.