К определению угла заточки лезвий ножей измельчителей кормов, работающих в условиях абразивного изнашивания

Упрочнение ножей и определение оптимального угла заточки в комплексе позволят продлить срок службы измельчителей кормов и машин перерабатывающей промышленности, а также повысить эффективность их работы. Исследования проведены с целью определения оптимального угла заточки лезвий ножей измельчителей кормов, подвергнутых объемной закалке с последующим низким отпуском, работающих в условиях абразивного изнашивания. Для экспериментальных исследований изготовили образцы ножей из стали У7 ГОСТ 1435-99 с углами заточки 10, 20 и 30°. После проведения их объемной закалки с последующим низким отпуском по всему сечению ножей наблюдали равномерную структуру из мелкоигольчатого мартенсита. Твердость ножей составила 740 HV, что в 2,96 раза выше исходной микротвердости металла 250 HV. Микроструктурное исследование поверхности ножей выявило наличие окислов железа на глубине до 0,079 мм по причине выгорания углерода в поверхностных слоях, поэтому предложено при закалке использовать печи с «контролируемой атмосферой». Износостойкость ножей исследовали на оригинальной лабораторной установке в течение 100 ч, в качестве абразива использовали кварцевый песок. Исходная острота режущих кромок ножей до испытания соответствовала 20…35 мкм. В условиях абразивного изнашивания наименьшее снижение остроты режущей кромки (120 мкм) характерно для ножей с углом заточки 10°, наибольшее (185 мкм) – при угле 30°. Наименьший износ, измеренный по изменению ширины ножа, характерен для ножей, имеющих угол заточки 30°, а наибольший – для ножей с углом заточки 10°. При резании корнеплодов и отсутствии ударных нагрузок оптимальный угол заточки лезвий ножа составляет 10°. Увеличение скорости от 5 до 7 м/с приводит к ускорению снижения остроты режущей кромки ножа на 81,5%. Полученные результаты исследований могут использоваться при проектировании измельчителей кормов.

1. Лялякин В.П., Аулов В.Ф., Ишков А.В. и др. Исследование износостойкости ножей в период эксплуатации и оценка эффективных методов их упрочнения // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2024. № 1. С. 97-106. https://doi.org/10.31857/S0235711924010117

2. Щербина В.И., Полуян В.А. Повышение износостойкости ножей барабанных измельчителей кормоуборочных комбайнов // Вестник аграрной науки Дона. 2012. № 1. С. 35-39. EDN: REUZCB

3. Сайфуллин Р.Н., Арбузов Р.Ф., Бирюков А.Л. Влияние режимов электроискровой обработки на износостойкость закаленных лезвий ножей // Технический сервис машин. 2023. Т. 61, № 3 (152). С. 87-93. EDN: XSQZEM

4. Сайфуллин Р.Н., Арбузов Р.Ф., Бирюков А.Л. Изучение влияния времени проведения электроискрового упрочнения на износостойкость закаленных лезвий ножей // Упрочняющие технологии и покрытия. 2024. Т. 20, № 10 (238). С. 458-463. EDN: SCOJTK

5. Яковлев С.А., Курдюмов В.И., Прошкин В.Е. и др. Результаты металлографических исследований режущих частей культиваторных лап, изготовленных из стали 30MnB5 // Тракторы и сельхозмашины. 2024. Т. 91, № 5. С. 637-645. EDN: ZWBDYB

6. Яковлев С.А., Курдюмов В.И., Аюгин Н.П. и др. Результаты исследований структуры и микротвердости режущих частей лап культиваторов John Deere // Упрочняющие технологии и по- крытия. 2023. Т. 19, № 12 (228). С. 538-542. EDN: AENUNN

7. Яковлев С.А., Курдюмов В.И., Глущенко А.А. и др. Обеспечение самозатачивания режущих частей рабочих органов сельскохозяйственной техники точечной электромеханической обработкой // Упрочняющие технологии и покрытия. 2021. Т. 17, № 9 (201). С. 419-423. EDN: EATYJI

8. Аюгин Н.П. К вопросу определения удельного усилия резания стеблей кукурузы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2025. № 2 (70). С. 203-211. EDN: HVMNSG

9. Аюгин Н.П., Семашкин Н.М., Курдюмов В.И., Приказчиков В.С. К вопросу изучения процесса измельчения кабачков // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2024. № 4 (68). С. 182-191. EDN: KDZFLM

10. Аюгин Н.П., Семашкин Н.М., Курдюмов В.И., Романов Д.Б. Изучение процесса резания кормовой свеклы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной акаде- мии. 2024. № 4 (68). С. 173-181. EDN: DVDUXK

11. Аюгин Н.П. Определение удельного усилия резания початков кукурузы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2025. № 2 (70). С. 212-220. EDN: DFHJRF

12. Ayugin N.P., Semashkin N.I., Romanov D.B. et al. The influence of design and kinematic parameters of the knife on the specific cutting force of the sorghum-sudan hybrid. E3S Web of Conferences. 2025;623:04011. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202562304011