Исследование стойкости стеблей лубяных культур к абразивному истиранию

Разработка технических средств с оптимальными конструктивными параметрами для уборки лубяных культур тесно связана с механико-технологическими свойствами растительного материала, характеризующими строение стебля, сопротивление воздействующим на него нагрузкам, поведение при различных деформациях и разрушении, трение о рабочие поверхности и т.д. Лубяные культуры – такие, как техническая конопля, содержат в стеблях лубяные волокна, обладающие абразивными свойствами и являющиеся причиной быстрого износа режущих кромок ножей. Однако стойкость стеблей к абразивному истиранию не изучена. С целью определения стойкости волокнистого слоя стеблей конопли к абразивному истиранию проведены исследования физико-механических и прочностных свойств стеблей технической конопли трех сортов: Людмила, Надежда и Сурская. Исследование микрорельефа поверхности лубоволокнистого слоя технической конопли проводилось методом атомно-силовой микроскопии на сканирующем зондовом микроскопе. Эксперимент по истиранию реализовывался на ротационном абразиметре АТ-100 в соответствии с ГОСТ Р 17076-1-2014. Исследование микрорельефа показало более развитую внешнюю поверхность с ярко выраженной волокнистой структурой. Наибольшие различия микронеровностей наблюдались между нижней и верхушечной частью стебля. Показатели, характеризующие механические свойства лубяных волокон – такие, как эластичность, твердость и модуль упругости, отличались в разных частях стебля. Наибольшее значение модуля упругости и твердости волокон выявлено в средней части стебля. Экспериментальные данные объемного износа лубоволокнистого слоя стеблей технической конопли показали, что наибольшей стойкостью к истиранию обладают стебли сорта Надежда (индекс истирания – 1,67), наименьшей – сорт Людмила (индекс истирания – 3,71). Результаты исследований необходимо учитывать при проектировании и разработке инновационных уборочных машин и выборе материалов режущих кромок ножей, устойчивых к абразивному истиранию.

1. Ковалев М.М., Просолов С.В., Перов М.Г., Шишин Д.А. Результаты исследований сопротивления растительных материалов изгибу при взаимодействии с рабочими органами уборочных машин // Наука в Центральной России. 2021. № 2 (50). С. 5-12. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2021-2-5-12

2. Попов Р.А., Уткин А.А., Барабанова Е.В. Исследование микрорельефа поверхности стебля конопли для проектирования рабочих органов коноплеуборочных машин // Аграрный научный журнал. 2022. № 5. С. 86-89. https://doi.org/10.28983/asj.y2022i5pp86-89

3. Черников В.Г., Ростовцев Р.А., Попов Р.А., Романенко В.Ю., Ростовцев А.А. Определение коэффициентов трения стеблей льна по характеристикам шероховатости // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13, № 1. С. 41-47. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-13-1-41-47

4. Пашин Е.Л., Жукова С.В., Пашина Л.В., Степанов Г.С. Исследование морфологических и технологических свойств стеблей новых сортов конопли // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2010. № 4 (325). С. 21-24. EDN: OTWWXJ

5. Хайлис Г.А., Ковалёв М.М. О свойствах с.-х. материалов, учитываемых при создании новой техники // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 8. С. 3-4. EDN: QZZAHV

6. Бойко Г.А., Тихосова А.А., Кутасов А.В. Исследование физико-механических свойств конопляного котонина // Материалы и технологии. 2018. № 2 (2). С. 14-17. https://doi.org/10.24411/2617-149X-2018-12002

7. Клевцов К.Н., Соболев О.А. Исследование новых механических воздействий в процессе декортикаций растительного сырья // Вестник Херсонского национального технического университета. 2014. № 2 (49). С. 73-79. EDN: SFRBIZ

8. Xiaoping Li, Siqun Wang, Guanben Du, Zhangkang Wu, Yujie Meng. Variation in physical and mechanical properties of hemp stalk fibers along height of stem. Industrial Crops and Products. 2013;42(1):344-348. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.05.043