Применение аддитивных технологий при изготовлении ножей смесителей-кормораздатчиков

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

1. Кудрин 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: UIWYSH

2. 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/202337101074

3. Овечкина 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/10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78

4. Ерохин 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/10.26897/2687-1149-2023-3-72-78

5. Сенин 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: JHHIJG

6. Катаев 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: YLNGXU

7. 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.2024.01.237

8. Murr 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)70029-7

9. Zheng 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.2023.08.148

10. Скороходов 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: DEJMUF

11. 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: VNXNNL

12. 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: TEYQGE

13. Серов А.В., Серов Н.В., Бурак П.И. Функциональные покрытия // Электрометаллургия. 2020. № 11. С. 25-33. EDN: BTCIJX