Полимерный композит для распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей: испытания

Долговечность сельскохозяйственного опрыскивателя зависит от материала, из которого изготовлены распылители. Для повышения износостойкости полимерных форсунок в композит внедряют дисперсные наполнители. Композит для распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей должен отличаться высокой химической стойкостью к агрохимикатам и механической прочностью, а также низким гидроабразивным износом. С целью выбора оптимального полимерного композита для распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей изготовлены три композита на основе полиоксиметилена марки MASCON POM 27, в которых в качестве дисперсных наполнителей использовались стекловолокно, графит и карбид кремния со степенью объемного наполнения 10, 15 и 20%. Полимерные композиты исследовались в течение 14 недель на химическую стойкость к агрохимикатам (гербицид «Лазурит», фунгицид «Ракурс», инсектицид «Борей-Нео»), механическую прочность и гидроабразивный износ. В качестве эталона выступали образцы из полиоксиметилена марки MASCON POM 27. Результаты испытаний на механическую прочность при растяжении показали наибольшее увеличение показателя прочности при 15%-ном содержании наполнителя независимо от его типа. Прочность композита с карбидом кремния увеличилась на 30,2%, со стекловолокном – на 26,8%, с графитом – на 27,4%. Установлено, что химическая стойкость композитов не зависит от концентрации раствора агрохимикатов. Экспериментами по гидроабразивному износу выявлено, что графит и карбид кремния эффективны как наполнители и способны снизить износ до 7,5 раза. Для изготовления распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей рекомендуется применять полиоксиметилен с 15%-ным содержанием карбида кремния.

1. Колесников А.В., Харина М.В. Оценка объемов производства основных видов сельскохозяйственной продукции в России в 2024 году // АПК: экономика, управление. 2024. № 4. С. 13-23. https://doi.org/10.33305/244-13

2. Petukhova M.S. Innovative development of the Russian grain sector. Russian Journal of Economics. 2022;8(1):49-59. https://doi.org/10.32609/j.ruje.8.78314

3. Дорохов А.С., Старостин И.А., Ещин А.В. Перспективы развития методов и технических средств защиты сельскохозяйственных растений // Агроинженерия. 2021. № 1. С. 26-35. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-1-26-35

4. Дорохов А.С., Старостин И.А., Ещин А.В., Курбанов Р.К. Технические средства для химической защиты растений: состояние и перспективы развития // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 3. С. 12-18. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-12-18

5. Chen S., Lan Y., Zhou Z., Deng X., Wang J. Research advances of the drift reducing technologies in application of agricultural aviation spraying. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2021;14(5):1-10.

6. Liliane T.N., Charles M.S. Factors affecting yield of crops. Agronomy-Climate Change and Food Security. 2020:9. https://doi.org/10.5772/intechopen.90672

7. Vulshinskaya I., Glytyan K., Stepanchenko V., Ugryumov E. Methods for improving the wear resistance of machine parts operating under conditions of abrasive wear. The Scientific Heritage. 2021;66-1:39-41. https://doi.org/10.24412/9215-0365-2021-66-1-39-41

8. Гончарова Ю.А., Денисов В.А. Анализ отка зов полимерных деталей сельскохозяйственной техники // Технический сервис машин. 2021. № 3 (144). С. 146-154. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2021-59-3-146-154

9. Славкина В.Э., Свиридов А.С., Арумугам Г., Гончарова Ю.А., Касимов Р.М. Разработка конструкции щелевого сельскохозяйственного распылителя и исследование его выходных параметро // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16, № 4. С. 34-37. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2022-16-4-34-37

10. Slavkina V.E., Mirzaev M.A., Kuzmin A.M., Kutyrev A.I., Tuzhilin S.P., Denisov V.A., Kataev Y.V. Testing of polymer composites for manufacturing of sprayer nozzles. Polymers. 2024;16(4):496. https://doi.org/10.3390/polym16040496

11. Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Миронова А.В. Основные направления повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельскохозяйственных машин // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17, № 1. С. 41-50. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-1-41-50

12. Смирнов И.Г., Личман Г.И., Марченко Л.А. Алгоритм расчета параметров штангового садового опрыскивателя для внесения пестицидов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16, № 4. С. 26-33. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2022-16-4-26-33

13. Свиридов А.С., Катаев Ю.В., Загоруйко М.Г. Анализ типов распылителей сельскохозяйственных опрыскивателей // Аграрный научный журнал. 2021. № 6. С. 96-100. https://doi.org/10.28983/asj.y2021i6pp96-100

14. Rueda M.M., Auscher M-C., Fulchiron R., Périé T., Martin G., Sonntag P., Cassagnau P. Rheology and applications of highly filled polymers: A review of current understanding. Progress in Polymer Science. 2017;66:22-53. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2016.12.007

15. Денисов В.А., Катаев Ю.В., Гончарова Ю.А., Славкина В.Э., Шитов А.О. Оценка триботехнических свойств и возможности применения композита ULTRAN630CF для узлов трения сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. 2023. № 6 (312). С. 31-34. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2023-6-31-34

16. Борисевич В.Д., Шемякинский Б.А. Гидроабразивный износ различных покрытий // Неделя науки СПбПУ: Материалы научной конференции с международным участием: В 2 ч. Ч. 2. СПб.: Политех-Пресс, 2020. С. 206-208. EDN: VCBSIM

17. Slavkina V., Goncharova Y., Sviridov A. Influence of the type quantity of fillers on the abrasive wear of composite materials. AIP Conference Proceedings. 2023;2697(1):040006. https://doi.org/10.1063/5.0112492